用 [] 替换 .at() 的 C++ 宏答案

【问题标题】：C++ macro to replace .at() with []用 [] 替换 .at() 的 C++ 宏
【发布时间】：2019-04-06 00:29:09
【问题描述】：

如果我使用.at() 而不是[] 访问向量或字符串中的元素，我经常遇到索引越界错误。但是，at() 由于边界检查，将我的程序减慢了 5 倍。

我正在尝试编写一个宏来将.at(someVariable) 替换为[someVariable]，这样我就可以取消对宏的注释，而不是手动将每个.at() 替换为[]。我已阅读 cppreference.com 上有关宏的文档，但似乎无法设计出获得此功能的方法。

【问题讨论】：

标签： c++

【解决方案1】：

一般来说，我会避免使用这种宏，因为它们是“不可见的”（因此更改后的语义对任何不知情的人都隐藏起来）并且可以更改实际上期望 at 抛出的代码的功能超出范围，即使在发布版本中也是如此。如果有的话，我会定义一些突出的东西，例如全大写的AT。

幸运的是，这实际上并不是必需的，因为“三大”C++ 运行时已经具有内置功能，可以有条件地在operator[] 上启用边界检查（这还具有比at 更具可读性的优势）：

如果你使用 g++/libstdc++，如果你通过 -D_GLIBCXX_DEBUG，你会得到 the debug version of STL containers，它对 operator[] 执行边界检查，以及对迭代器的许多其他调试检查；
CLang/libc++ 可以做similar checks setting _LIBCPP_DEBUG to 1;
对于 Visual C++，the analogous functionality 已启用，ITERATOR_DEBUG_LEVEL 设置为 2（并且已在调试版本中默认启用）。

顺便说一句，其中一些错误（实际上溢出分配的大小，而不仅仅是向量的“逻辑有效”大小）也可以使用address sanitizer（在 gcc 和 clang 上为-fsanitize=address）或 valgrind 发现（慢！）和类似的工具。

【讨论】：

【解决方案2】：

这是不涉及宏的一种方式 - 它使用 c++17 的 if constexpr 来方便：

#include <vector>

constexpr bool safe_mode = true;  // or false

template<class Container>
auto at(Container& v, std::size_t i) -> decltype(auto)
{
    if constexpr (safe_mode)
        return v.at(i);
    else
        return v[i];
}

int& test(std::vector<int>& v)
{
    return at(v, 6);
}

【讨论】：

为什么decltype(auto) 尾随？
@CruzJean 如果你的意思是我为什么选择这样写，可能是出于习惯。我编写了相当多的模板代码，我发现让所有函数/方法的类型可供我使用是很有用的。所以我倾向于对尾随返回类型进行标准化。话虽如此，我看到我在上面的代码中混合了样式。 :)
啊，我只是好奇它是否有一些我不知道的细微差别。
一年前，在我们应用程序的一个主要项目负责人的建议下，我开始在我的代码中主要使用尾随返回类型（几乎完全），我发现它们更具可读性。这与“几乎总是自动”相结合，生成的 C++ 代码解析得更加清晰。我知道，这都是意见问题。

【解决方案3】：

您可以使用数组解引用运算符的全名：

#define at(x) operator[](x)

(x) 部分不是必需的，但只会在 at 后跟参数时替换它，而不是单独替换单词。您还需要在包含所有标准头文件的之后定义这个，否则它将替换具有它的类中的at 成员函数声明，从而导致编译错误。

【讨论】：

为什么不需要 .在宏之前？它不应该替换 .也是？
@user3586940 您不能替换宏中的.，因为. 不能在宏名称中。