C++索引越界的解决方法

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;
}

来源：https://www.cnblogs.com/AsanoLy/p/15093442.html