自动检查 std::vector 中的边界

Automatically check bounds in std::vector

本文关键字：边界 vector 检查 std      更新时间：2023-10-16

在使用std::vector的类的积极开发过程中，经常发生索引越界的情况。(有关实际示例，请参阅此代码审查问题。使用 operator[] 时，这会导致未定义的行为。尽管如此，[]语法还是易于阅读的，比编写.at()更方便。

因此，我想使用 [] 运算符编写代码，但同时启用了边界检查。测试代码后，删除边界检查应该非常容易。

我正在考虑以下代码：

util::bound_checked<std::vector<int>> numbers;
numbers.push_back(1);
numbers.push_back(2);
numbers.push_back(3);
numbers.push_back(4);
std::cout << numbers[17] << "n";

对我来说，这个实用程序模板似乎非常简单，我希望它存在。是吗？如果是，以哪个名称？

我认为

不存在这样的东西，但创建起来相当容易：

template <class Container>
struct bound_checked : public Container
{
  using Container::Container;
  auto operator[] (typename Container::size_type i) -> decltype(this->at(i))
  { return this->at(i); }
  auto operator[] (typename Container::size_type i) const -> decltype(this->at(i))
  { return this->at(i); }
};

[现场示例]

请注意，上面实际上使用了一种不鼓励的做法，即从标准容器(不是为其设计的(进行公共继承。我对你的问题的理解是，这个包装器仅用于测试目的，这很好。但是，如果您希望它保留在生产中并且希望非常安全，请使用非公共继承：

template <class Container>
struct bound_checked : private Container
{
  using Container::Container;
  auto operator[] (typename Container::size_type i) -> decltype(this->at(i))
  { return this->at(i); }
  auto operator[] (typename Container::size_type i) const -> decltype(this->at(i))
  { return this->at(i); }
  using Container::begin;
  using Container::end;
  using Container::at;
  using Container::insert;
  // ... you get the idea
};

对我来说，这个实用程序模板似乎非常简单，以至于我会 期望它存在

gcc libstdc++ 有一组调试容器。对于std::vector它__gnu_debug::vector调试容器。请参阅文档。

如果你使用GCC(可能是MinGW(，或者Clang和libstdc++(GCC的标准库(，那么#define _GLIBCXX_DEBUG会做你想做的事。

或者更好的是，用标志定义它：-D_GLIBCXX_DEBUG .

或者，还有 _GLIBCXX_ASSERTIONS ，它执行的检查较少，但编译(并且可能运行(更快。

是吗？如果是，以哪个名称？

我很确定它确实存在。如果启用了编译器内部__DEBUG生成宏，许多编译器将std::vector<T>::at()作为std::vector::operator[]()的实现。

因此，我想使用 [] 运算符编写代码，但同时启用了边界检查。测试代码后，删除边界检查应该非常容易。

关于命名，我会说这是调试与发布构建。在没有__DEBUG定义的情况下编译代码时，将删除检查。

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