c++边界处理机制

1.vector

std::vector：std::vector 是动态数组，它会在运行时动态地调整存储空间大小，因此当访问超出边界时，会触发运行时异常 std::out_of_range。可以通过try-catch块来捕获这种异常来处理越界访问。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <stdexcept>

int main() {
    std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

    try {
        int value = vec.at(5);  // 尝试访问超出索引范围的元素
        std::cout << value << std::endl;
    } catch (const std::out_of_range& e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出：无效的向量下标

2.array

std::array：std::array 是静态数组，其大小在编译时就已确定，因此越界访问会导致编译器报错或警告。在编译器不会自动检查越界，但可以通过 std::array 的 at() 方法来进行边界检查，与 std::vector 相同，会触发 std::out_of_range 异常。

#include <iostream>
#include <array>
#include <stdexcept>

int main() {
    std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5};

    try {
        int value = arr.at(5);  // 尝试访问超出索引范围的元素
        std::cout << value << std::endl;
    } catch (const std::out_of_range& e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出：无效的下标

总结：std::vector 和 std::array 都提供了边界处理的功能，但 std::vector 在运行时进行检查，而 std::array 在编译时检测越界访问。在开发过程中，应当根据实际需求选择合适的容器类型，并适当考虑越界访问的处理方式。

3. string

std::string：C++的std::string类也提供了边界处理的机制。std::string的成员函数at() 和 operator[]可以用来访问字符串中的字符，类似于std::vector和std::array。当使用at()进行访问时，会检查边界并抛出std::out_of_range异常，而使用operator[]进行访问时，如果超出边界，则行为是未定义的。

#include <iostream>
#include <string>
#include <stdexcept>

int main() {
    std::string str = "Hello";

    try {
        char c = str.at(5);  // 尝试访问超出索引范围的字符
        std::cout << c << std::endl;
    } catch (const std::out_of_range& e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出：无效下标

4.map

std::map：C++的std::map是关联容器，存储键值对。通过使用map的at()成员函数，可以安全地访问指定键对应的值，如果键不存在，则会抛出std::out_of_range异常。

#include <iostream>
#include <map>
#include <stdexcept>

int main() {
    std::map<int, std::string> m = {{1, "One"}, {2, "Two"}};

    try {
        std::string value = m.at(3);  // 尝试访问不存在的键
        std::cout << value << std::endl;
    } catch (const std::out_of_range& e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}