C++ vs Rust内存模型_C++系统编程与Rust在内存安全上的差异-C++-PHP中文网

C++ vs Rust内存模型_C++系统编程与Rust在内存安全上的差异

冰川箭仙

发布： 2025-12-22 11:45:25

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Rust 有明确、强制执行的内存安全模型，而 C++ 没有统一内存模型规范；Rust 通过所有权、借用检查、Send/Sync trait 和编译期拒绝 UB 实现内存安全，C++ 则依赖程序员自律和运行时工具。

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C++ 没有统一的内存模型规范，Rust 有明确、强制执行的内存安全模型。这不是“谁更快”的问题，而是“谁在编译期就堵住常见漏洞”的根本区别。

内存管理方式决定安全边界

C++ 允许手动管理（new/delete）、RAII（std::unique_ptr）、引用计数（std::shared_ptr）甚至裸指针混用。语言本身不禁止悬垂指针、use-after-free 或数据竞争——靠程序员自律和工具（如 ASan、TSan）事后发现。
Rust 则通过所有权系统（ownership）、借用检查器（borrow checker）在编译期禁止：同一时间只能有一个可变引用或任意数量的不可变引用；变量离开作用域自动释放；引用绝不能比其所指向的数据活得更久。这些不是建议，是编译错误。

并发内存访问规则截然不同

C++ 的 std::atomic 和内存序（memory_order）需要开发者精确理解底层硬件行为，写错就会出现竞态或重排导致的逻辑崩溃，且难以复现。
Rust 把线程安全直接编码进类型系统：Send 和 Sync trait 明确标识类型能否跨线程转移或共享。编译器会检查所有跨线程数据传递是否满足约束——比如 Rc 不是 Send，无法传给新线程；而 Arc 是 Send + Sync，配合 Mutex 或 RwLock 才能安全共享。

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未定义行为（UB）的处理逻辑相反

C++ 将大量内存错误（空指针解引用、越界数组访问、释放后使用）定义为“未定义行为”——编译器可随意优化甚至删除整段代码，运行结果不可预测，调试极其困难。
Rust 将同类操作设计为编译期拒绝（如越界索引默认 panic，可禁用但需显式用 get_unchecked）；空指针解引用在 safe code 中根本无法写出（Option 强制检查）；释放后使用被借用检查器静态拦截。