c++ - 优化编译器能否从 std::unique_ptr 中移除所有运行时成本？

Question

阅读关于 std::unique_ptr 的 http://en.cppreference.com/w/cpp/memory/unique_ptr ，我天真的印象是，一个足够聪明的编译器可以用裸指针替换 unique_ptr 的正确使用，并在 unique_ptr 时放入一个 delete被摧毁。事实真的如此吗？如果是这样，是否有任何主流优化编译器真的这样做了？如果不是，是否可以编写一些具有 unique_ptr 的部分/全部编译时安全优势的东西，可以优化为没有运行时成本(空间或时间)？

注意那些(适本地)担心过早优化的人:这里的答案不会阻止我使用 std::unique_ptr，我只是好奇它是一个非常棒的工具还是只是一个真棒。

编辑 2013/07/21 20:07 EST:

好的，所以我用下面的程序进行了测试(如果有问题请告诉我):

#include <climits>
#include <chrono>
#include <memory>
#include <iostream>

static const size_t iterations = 100;

int main (int argc, char ** argv) {
    std::chrono::steady_clock::rep smart[iterations];
    std::chrono::steady_clock::rep dumb[iterations];
    volatile int contents;
    for (size_t i = 0; i < iterations; i++) {
        auto start = std::chrono::steady_clock::now();
        {
            std::unique_ptr<int> smart_ptr(new int(5));
            for (unsigned int j = 0; j < UINT_MAX; j++)
                contents = *smart_ptr;
        }
        auto middle = std::chrono::steady_clock::now();
        {
            int *dumb_ptr = new int(10);
            try {
                for (unsigned int j = 0; j < UINT_MAX; j++)
                    contents = *dumb_ptr;
                delete dumb_ptr;
            } catch (...) {
                delete dumb_ptr;
                throw;
            }
        }
        auto end = std::chrono::steady_clock::now();
        smart[i] = (middle - start).count();
        dumb[i] = (end - middle).count();
    }
    std::chrono::steady_clock::rep smartAvg;
    std::chrono::steady_clock::rep dumbAvg;
    for (size_t i = 0; i < iterations; i++) {
        smartAvg += smart[i];
        dumbAvg += dumb[i];
    }
    smartAvg /= iterations;
    dumbAvg /= iterations;

    std::cerr << "Smart: " << smartAvg << " Dumb: " << dumbAvg << std::endl;
    return contents;
}

使用 g++ --std=c++11 -O3 test.cc 用 g++ 4.7.3 编译得到 Smart: 1130859 Dumb: 1130005，这意味着智能指针在哑指针的 0.076% 以内，这几乎可以肯定是噪声。

Answer 1

这肯定是我对任何有能力的编译器的期望，因为它只是一个简单指针的包装器和一个调用 delete 的析构函数，因此编译器生成的机器代码用于:

x *p = new X;
... do stuff with p. 
delete p; 

和

unique_ptr<X> p(new X);
... do stuff with p; 

将是完全相同的代码。