简短的回答: 我们不知道如何高效地(在很少的时间和空间开销下)并且始终(在所有可能的情况下)正确地进行垃圾收集。

长一点的回答: 就像C一样，c++是一种系统语言;这意味着当您编写系统代码时，例如操作系统时，将使用它。换句话说，c++就像C一样，以尽可能好的性能作为主要目标。该语言标准不会增加任何可能阻碍性能目标的特性。

这暂停了这个问题:为什么垃圾收集会影响性能?主要原因是，当涉及到实现时，我们(计算机科学家)不知道如何在所有情况下以最小的开销进行垃圾收集。因此，c++编译器和运行时系统不可能一直有效地执行垃圾收集。另一方面，c++程序员应该了解他的设计/实现，他是决定如何最好地进行垃圾收集的最佳人选。

最后，如果控制(硬件、细节等)和性能(时间、空间、电源等)不是主要的限制，那么c++就不是合适的工具。其他语言可能会更好，并提供更多[隐藏的]运行时管理，以及必要的开销。

c++没有内置垃圾回收的最大原因之一是，让垃圾回收很好地使用析构函数是非常非常困难的。据我所知，还没有人真正知道如何完全解决这个问题。有很多问题需要处理:

deterministic lifetimes of objects (reference counting gives you this, but GC doesn't. Although it may not be that big of a deal). what happens if a destructor throws when the object is being garbage collected? Most languages ignore this exception, since theres really no catch block to be able to transport it to, but this is probably not an acceptable solution for C++. How to enable/disable it? Naturally it'd probably be a compile time decision but code that is written for GC vs code that is written for NOT GC is going to be very different and probably incompatible. How do you reconcile this?

这些只是面临的问题中的一小部分。

所有的技术讨论都使这个概念过于复杂。

如果您将GC自动放入c++以获取所有内存，那么可以考虑使用类似web浏览器的东西。web浏览器必须加载完整的web文档并运行web脚本。web脚本变量可以存储在文档树中。在打开大量选项卡的浏览器中的大文档中，这意味着每次GC必须进行完整收集时，它还必须扫描所有文档元素。

On most computers this means that PAGE FAULTS will occur. So the main reason, to answer the question is that PAGE FAULTS will occur. You will know this as when your PC starts making lots of disk access. This is because the GC must touch lots of memory in order to prove invalid pointers. When you have a bona fide application using lots of memory, having to scan all objects every collection is havoc because of the PAGE FAULTS. A page fault is when virtual memory needs to get read back into RAM from disk.

因此，正确的解决方案是将应用程序分为需要GC的部分和不需要GC的部分。在上面的web浏览器示例中，如果文档树是用malloc分配的，但javascript是用GC运行的，那么每次GC启动时，它只扫描一小部分内存，并且文档树的内存中所有page OUT元素不需要被换回。

为了进一步理解这个问题，请查阅虚拟内存以及它是如何在计算机中实现的。这都是关于当没有那么多RAM时，程序可用2GB的事实。在32BIt系统的2GB RAM的现代计算机上，只要只有一个程序在运行，就不存在这样的问题。

作为另一个示例，考虑一个必须跟踪所有对象的完整集合。首先，您必须扫描所有通过根访问的对象。第二步扫描步骤1中可见的所有对象。然后扫描等待的析构函数。然后再次浏览所有页面，关闭所有不可见对象。这意味着许多页面可能会被多次换出和换回。

因此，我的回答是，由于触及所有内存而发生的PAGE FAULTS的数量导致对程序中所有对象进行完整的GC是不可行的，因此程序员必须将GC视为脚本和数据库工作的辅助，但使用手动内存管理进行正常工作。

另一个很重要的原因当然是全局变量。为了让收集器知道全局变量指针在GC中，它需要特定的关键字，因此现有的c++代码将无法工作。

c++背后的思想是，你不需要为你不使用的特性付出任何性能上的影响。因此，添加垃圾收集意味着让一些程序像C语言那样直接在硬件上运行，而另一些则在某种运行时虚拟机中运行。

没有什么可以阻止您使用绑定到某些第三方垃圾收集机制的某种形式的智能指针。我似乎记得微软在COM上做过类似的事情，但并不顺利。

什么类型?它应该针对嵌入式洗衣机控制器、手机、工作站或超级计算机进行优化吗? 它应该优先考虑gui响应还是服务器加载? 它应该使用大量内存还是大量CPU?

C/c++被用于太多不同的环境。 我怀疑像增强智能指针这样的东西对大多数用户来说就足够了

编辑:自动垃圾收集器并不是一个性能问题(你总是可以购买更多的服务器)，而是一个可预测的性能问题。 不知道GC什么时候会起作用就像雇佣一个嗜睡症的飞行员，大多数时候他们是很棒的-但当你真的需要响应的时候!

tl;dr:因为现代c++不需要垃圾收集。

Bjarne Stroustrup对此问题的常见问题解答如下:

我不喜欢垃圾。我不喜欢乱扔垃圾。我的理想是通过不产生任何垃圾来消除对垃圾收集器的需求。现在这是可能的。

现在编写的代码(c++ 17和遵循官方核心指南)的情况如下:

Most memory ownership-related code is in libraries (especially those providing containers). Most use of code involving memory ownership follows the CADRe or RAII pattern, so allocation is made on construction and deallocation on destruction, which happens when exiting the scope in which something was allocated. You do not explicitly allocate or deallocate memory directly. Raw pointers do not own memory (if you've followed the guidelines), so you can't leak by passing them around. If you're wondering how you're going to pass the starting addresses of sequences of values in memory - you can and should prefer span's, obviating the need for raw pointers. You can still use such pointers, they'll just be non-owning. If you really need an owning "pointer", you use C++' standard-library smart pointers - they can't leak, and are decently efficient (although the ABI can get in the way of that). Alternatively, you can pass ownership across scope boundaries with "owner pointers". These are uncommon and must be used explicitly; but when adopted - they allow for nice static checking against leaks.

“哦,是吗?但是……

．.． 如果我只是像以前写c++那样写代码?”

实际上，您可以忽略所有的指导方针，编写有漏洞的应用程序代码——它将像往常一样编译和运行(并泄漏)。

但这并不是一种“不要这么做”的情况，即开发者应该保持良好的自我控制;编写不符合规范的代码并不简单，也没有更快，也没有更好的性能。慢慢地，它也会变得更加难以编写，因为你将面临与符合规范的代码所提供和期望的“阻抗不匹配”的增加。

．.． 如果我retrepret_cast ?或者做复杂的指针运算?还是其他类似的黑客?”

事实上，如果你用心去做，你可以编写一些代码，尽管你很好地遵循了指导原则。但是:

您很少会这样做(就代码中的位置而言，而不一定是就执行时间的比例而言) 你只会故意这么做，而不是意外。 这样做将在符合准则的代码库中脱颖而出。 在这种代码中，您无论如何都可以在另一种语言中绕过GC。

．.． 图书馆发展?”

如果你是c++库开发人员，那么你确实会编写包含原始指针的不安全代码，并且你被要求谨慎而负责地编码——但这些是由专家编写的自包含代码片段(更重要的是，由专家评审)。

所以，就像Bjarne说的:一般来说，没有动机去收集垃圾，因为你只是确保不产生垃圾。GC正在成为c++的一个不成问题的问题。

这并不是说，当您希望使用自定义分配和反分配策略时，GC对于某些特定的应用程序不是一个有趣的问题。对于那些您想要自定义分配和反分配的对象，而不是语言级GC。