C++索引越界的解决方法
更新时间:2021年8月4日 00:00 点击:1346
避免"索引越界"错误的规则如下(针对C++):
- 不要使用静态或动态分配的数组,改用array或vector模板
- 不要使用带方括号的new和delete操作符,让vector模板为多个元素分配内存
- 使用scpp::vector代替std::vector,使用scpp::array代替静态数组,并打开安全检查(自动在使用下标访问提供了索引边界检查)
C++中创建类型T的对象的数组方式如下:
#define N 10 T static_arr[N]; //数组长度在编译时已知 int n=20; T* dynamic_arr=new T[n]; //数组长度在运行时计算 std::vector<T> vector_arr; //数组长度在运行时进行修改
1. 动态数组
采用的办法是继承std::vector<T>,并重载<< 、[]运算符,提供一个能够捕捉越界访问错误的实现。
实现代码和测试如下:
//scpp_vector.h #ifndef _SCPP_VECTOR_ #define _SCPP_VECTOR_ #include <vector> #include "scpp_assert.h" namespace scpp { //wrapper around std::vector,在[]提供了临时的安全检查:重载[] <<运算符 template<typename T> class vector : public std::vector<T> { public: typedef unsigned size_type; //常用的构造函数 commonly use cons explicit vector(size_type n=0) : std::vector<T>(n) { } vector(size_type n,const T& value) : std::vector<T>(n,value) { } template <class InputIterator> vector(InputIterator first,InputIterator last) : std::vector<T>(first,last) { } //Note : we don't provide a copy-cons and assignment operator ? //使用scpp::vector提供更安全的下标访问实现,它可以捕捉越界访问错误 T& operator[] (size_type index) { SCPP_ASSERT( index < std::vector<T>::size() , "Index " << index << " must be less than " << std::vector<T>::size()); return std::vector<T>::operator[](index); } //? difference const T& operator[] (size_type index) const { SCPP_ASSERT( index < std::vector<T>::size() , "Index " << index << " must be less than " << std::vector<T>::size()); return std::vector<T>::operator[](index); } //允许此函数访问这个类的私有数据 //friend std::ostream& operator<< (std::ostream& os,const ) ? }; } //namespace template<typename T> inline std::ostream& operator<< (std::ostream& os,const scpp::vector<T>& v) { for(unsigned i=0 ;i<v.size();i++) { os << v[i]; if( i+1 < v.size()) os << " "; } return os; } #endif //test_vector.cpp #include "scpp_vector.h" #include <iostream> using namespace std; int main() { //usage-创建一个具有指定数量的vector:scpp::vector<int> v(n); 把n个vector元素都初始化为一个值:scpp::vector<int> v(n,val) //方法3:scpp::vector<int> v; v.reserve(n),表示开始的vector是空的,对应的size()为0, //并且开始添加元素时,在长度达到n之前,不会出现导致速度降低的容量增长现象 scpp::vector<int> vec; for(int i=0;i< 3;i++){ vec.push_back(4*i); } cout << "The vector is : "<< vec <<endl; for(int i=0;i <= vec.size();i++) { cout << "Value of vector at index " << i << " is " << vec[i] << endl; } return 0; }
我们直接使用scpp::vector而尽量不与std::vector交叉使用。
2.静态数组
静态数组是在栈上分配内存,而vector模板是在构造函数中用new操作符分配内存的,速度相对慢些,为保证运行时效率,建议使用array模板(同样也是栈内存),实现代码和测试如下:
//scpp_array.h #ifndef _SCPP_ARRAY_H_ #define _SCPP_ARRAY_H_ #include "scpp_assert.h" namespace scpp { //wrapper around std::vector,在[]提供了临时的安全检查 //fixed-size array template<typename T,unsigned int N> class array { public: typedef unsigned int size_type; //常用的构造函数 commonly use cons array() {} explicit array(const T& val) { for(unsigned int i=0;i < N;i++) { m_data[i]=val; } } size_type size() const { return N; } //must use const if we use the size() //Note : we don't provide a copy-cons and assignment operator ? T& operator[] (size_type index) { SCPP_ASSERT( index < N, "Index " << index << " must be less than " << N); return m_data[index]; } //? difference const T& operator[] (size_type index) const { SCPP_ASSERT( index < N , "Index " << index << " must be less than " << N); return m_data[index]; } //模拟迭代器的begin和end方法 //访问方法accessors T* begin() { return &m_data[0]; } const T* begin() const { return &m_data[0]; } //返回越过数组尾部的迭代器 T* end() { return &m_data[N]; } const T* end() const { return &m_data[N]; } private: T m_data[N]; }; } //namespace scpp template<typename T,unsigned int N> inline std::ostream& operator<< (std::ostream& os,const scpp::array<T,N>& v) { for(unsigned int i=0 ;i< N;i++) { os << v[i]; if( i+1 < v.size()) os << " "; } return os; } #endif //test_array.cpp #include "scpp_array.h" #include <iostream> #include <algorithm> //sort algorithm using namespace std; int main() { //use vector/array class instead of static array or dynamic array scpp::array<int,5u > arr(0); arr[0]=7; arr[1]=2; arr[2]=3; arr[3]=9; arr[4]=0; cout << "Array before sort : " << arr << endl; sort(arr.begin(),arr.end()); cout << "Array after sort : "<< arr << endl; arr[5]=8; return 0; }
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