自动检查 std::vector 中的边界 [重复]

Question

在积极开发使用std::vector 的类期间，经常会发生索引越界的情况。 （有关实际示例，请参见 this code review question。）使用 operator[] 时，这会导致未定义的行为。尽管如此，[] 语法比写.at() 更容易阅读。

因此，我想使用[] 运算符编写我的代码，但同时启用边界检查。测试完代码后，应该很容易去掉边界检查。

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，以至于我希望它存在。可以？如果有，以哪个名字命名？

Answer 1

我不认为这样的东西存在，但它很容易创建：

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); }
};

[Live example]

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）的公共继承。我对您的问题的理解是，此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环境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
};

Answer 2

对我来说，这个实用程序模板似乎非常简单，以至于我会 期待它存在

对于 gcc，它确实存在。 gcc libstdc++ 有一组调试容器。对于std::vector，它有__gnu_debug::vector 调试容器。见documentation。

Answer 3

如果您使用 GCC（可能是 MinGW）、或 Clang 与 libstdc++（GCC 的标准库），那么 #define _GLIBCXX_DEBUG 将满足您的需求。

或者更好的是，用标志定义它：-D_GLIBCXX_DEBUG。

另外，还有_GLIBCXX_ASSERTIONS，它执行的检查更少，但编译（并且可能运行）更快。

Answer 4

是吗？如果有，以哪个名字命名？

我很确定它确实存在。如果启用了编译器内在 __DEBUG 构建宏，许多编译器会启用 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，但同时启用边界检查。测试完代码后，应该很容易去掉边界检查。

关于命名，我会说这是 debug 与 release 的构建。当代码在没有__DEBUG 定义的情况下编译时，这些检查将被删除。