什么时候以及为什么指针开始被视为冒险？

似乎在考虑在编程语言中使用指针时，已经有了逐渐的转变，因此，人们普遍认为指针被认为是有风险的（如果不是彻头彻尾的“邪恶”或类似的强化）。

这种思想转变的历史发展是什么？是否有特定的开创性事件，研究或其他发展？

例如，简单回顾一下从C到C ++到Java的过渡，似乎显示出一种补充指针，然后完全用引用替换指针的趋势。但是，真正的事件链可能比这更微妙和复杂，并且不是那么连续。使其成为那些主流语言的功能可能起源于其他地方，也许很久以前了。

注意：我并不是在问指针，引用和其他东西的实际优点。我的重点是这种明显转变的理由。

基本原理是开发指针的替代方法。

在后台，任何指针/引用/等都被实现为包含内存地址（即指针）的整数。当C出现时，此功能作为指针公开。这意味着底层硬件可以处理内存的任何事情都可以使用指针来完成。

这始终是“危险的”，但危险是相对的。在编写1000行程序时，或者在执行IBM级软件质量程序时，可以很容易地解决这种危险。但是，并非所有软件都以这种方式开发。因此，出现了对更简单结构的需求。

如果您考虑一下，an int&和a int* const确实具有相同的安全级别，但是一个具有比另一个更好的语法。 int&也可能会更有效，因为它可以引用存储在寄存器中的int（过时：这在过去是正确的，但是现代编译器非常擅长优化，只要在寄存器中有指向整数的指针，就可以您永远不会使用任何需要实际地址的功能，例如++）

当我们转向Java时，我们转向提供一些安全性保证的语言。 C和C ++没有提供。Java保证仅执行合法操作。为此，java完全放弃了指针。他们发现，在真实代码中完成的绝大多数指针/引用操作都是引用所能满足的。仅在少数情况下（例如，通过数组快速迭代）才真正需要指针。在这些情况下，java会对运行时造成不利影响，以避免使用它们。

此举并非单调。 C＃重新引入了指针，尽管形式非常有限。它们被标记为“ unsafe ”，这意味着它们不能被不受信任的代码使用。它们还具有关于可以指向和不能指向的内容的明确规则（例如，将指针增加到数组末尾只是无效的）。但是，他们发现在少数情况下需要高性能的指针，因此他们将它们放回去。

同样有趣的是函数式语言，它们根本没有这样的概念，但这是一个完全不同的讨论。

对于复杂的程序（例如，递归或可变大小的数据结构），某种间接是必需的。但是，没有必要通过指针实现此间接。

大多数高级编程语言（即非Assembly）都是相当内存安全的，并且不允许无限制的指针访问。C族在这里很奇怪。

C是从B演变而来的，这是对原始程序集的非常抽象的抽象。B有一个类型：单词。该词可以用作整数或指针。当整个内存被视为单个连续数组时，这两个等效。C保留了这种相当灵活的方法，并继续支持固有的不安全指针算法。C的整个类型系统更像是事后的想法。这种对内存访问的灵活性使C非常适合其主要用途：对Unix操作系统进行原型设计。当然，事实证明Unix和C非常流行，因此在实际上不需要这种低级内存方法的应用程序中也使用C。

如果我们看一下C之前的编程语言（例如Fortran，Algol方言，包括Pascal，Cobol，Lisp等），其中某些确实支持C指针。值得注意的是，空指针概念是1965年为Algol W发明的。但是，这些语言都没有尝试成为类似C的高效低抽象系统语言：Fortran是用于科学计算的，Algol开发了一些相当高级的概念，Lisp是与行业级语言相比，它更多的是研究项目，而Cobol则专注于业务应用程序。

垃圾收集自50年代末开始存在，即早于C（70年代初）。GC需要内存安全才能正常工作。C之前和之后的语言均使用GC作为正常功能。当然，这会使语言变得复杂得多，甚至可能变慢，这在大型机时代尤其明显。GC语言倾向于以研究为导向（例如Lisp，Simula，ML）和/或需要功能强大的工作站（例如Smalltalk）。

随着更小，功能更强大的计算机在通用语言和GC语言中的特殊应用，确实​​变得越来越流行。对于非实时应用程序（有时甚至是那时），GC现在是首选方法。但是GC算法也一直是深入研究的主题。作为替代方案，在没有GC的情况下，还进一步开发了更好的内存安全性，尤其是在最近的三十年中：值得注意的创新是RAII和C ++中的智能指针以及Rust的生命周期系统/借用检查器。

Java并不是通过内存安全的编程语言进行创新的：它基本上采用了GCed的语义，内存安全的Smalltalk语言，并将它们与C ++的语法和静态类型结合在一起。然后将其作为更好，更简单的C / C ++进行销售。但这只是表面上的C ++后代。Java缺少指针的原因更多是因为Smalltalk对象模型而不是C ++数据模型被拒绝。

因此，不应将Java，Ruby和C＃等“现代”语言解释为克服C语言中的原始指针问题，而应将其视为许多传统的借鉴，包括C语言，还应借鉴更安全的语言，例如Smalltalk，Simula，或Lisp。

根据我的经验，对于许多人而言，指针始终是一个具有挑战性的概念。1970年，我就读的大学拥有Burroughs B5500，我们在编程项目中使用了Extended Algol。硬件体系结构基于描述符和数据字上部的一些代码。这些被明确设计为允许数组使用指针而不会被允许走到最后。

我们在课堂上进行了热烈的讨论，涉及名称与价值参考以及B5500阵列如何工作。我们中有些人立即得到了解释。其他人没有。

后来，硬件未能保护我免受失控的指针（特别是汇编语言）的影响，这让我有些震惊。毕业后的第一份工作中，我帮助解决了操作系统中的问题。通常，我们仅有的文档是打印的故障转储。我开发了一种在内存转储中查找失控指针的来源的诀窍，因此每个人都给我“不可能的”转储以弄清楚。我们遇到的更多问题是指针错误引起的，而不是其他类型的错误。

与我合作的许多人开始编写FORTRAN，然后转到C，编写了很像FORTRAN的C，并且避免使用指针。由于Java从不内部化指针和引用，因此会带来问题。通常，对于FORTRAN程序员而言，了解对象分配的真正工作原理是一项挑战。

现代语言使在“幕后”需要指针的事情变得更加容易，同时又使我们免受拼写错误和其他错误的影响。