为啥尝试更改 _arr[3] 时没有抛出异常？

Posted 2023-02-22

【中文标题】为啥尝试更改 _arr[3] 时没有抛出异常？

【英文标题】：Why is there no exception thrown when trying to change _arr[3]?为什么尝试更改 _arr[3] 时没有抛出异常？

【发布时间】：2019-07-19 10:47:38

【问题描述】：

我有这段代码，它应该在尝试到达 Container 中 _arr 的第三个索引时抛出异常。它没有抛出异常，我不明白为什么。

移除构造函数会导致它抛出异常，这真的很奇怪。

class X 
public:
    X(int x)  std::cout << x - 1; 
;

template <class T, int d=3>
class Container 
    T* _arr;
public:
    Container():_arr(new T[d]) 
    void setItemAtIndex(T item, int index)  _arr[index] = item; 
    X getItemAtIndex(int index)  return _arr[index]; 
;

int main()

    Container<int> container;
    for (int i = 1;i < 4;i++) 
        container.setItemAtIndex(i, i);
        X x = container.getItemAtIndex(i);
    
    return 0;
    

我预计会抛出异常，但它实际上输出“012”。

【问题讨论】：

C++ 不检查数组边界。您需要在setItemAtIndex和getItemAtIndex方法中自行添加校验码。

未定义的行为不会引发异常。或者至少，这不是一个明确的原因。未定义的行为原则上可以做任何事情。

您的 setItemAtIndex 和 getItemAtIndex 缺少检查索引是否在范围内，如果不在范围内则抛出异常。

感谢您的回复。考虑到我在 Visual Studio 中遇到的情况，我认为更改未专门分配给数组（索引 3）的内存将是运行时错误。

【参考方案1】：

C++ 遵循哲学（尽管有些例外违反了它）“不要为不需要的东西买单”。在超出数组边界时抛出异常需要显式检查。但是如果你已经知道你不能超过？

for(size_t i = 0; i < sizeof(someArray)/sizeof(*someArray); ++i)
    someArray[i] = 0; // i CANNOT be outside array boundaries, so why check???

这使得 C++ 速度更快，但另一方面，如果它们 是必要的（就像在您的访问器函数中一样），则会将这些检查强加给 您。正是出于这个原因，std::vector 提供了operator[]（未选中）和at（选中，超过当前大小时抛出异常）。

如果您越界访问数组，就会调用未定义的行为。您可能会逃脱，因为可能会与您的数组一起分配一些额外的内存。如果您超出数组边界足够，您可能会看到与省略构造函数时相同的“异常”（使指针未初始化为某个随机值）。实际上，这在 C++ 意义上并不是一个例外。这是访问冲突（读取您的程序不存在或无法访问的内存地址），很可能由您的操作系统检测到，它通过某种适当的方式处理该问题（例如，linux 向您的程序发送 SIG_SEGV 信号）。

【讨论】：

感谢您的回复。另一个快速的问题，访问冲突不应该导致运行时错误吗？

@tempt 好吧，是在程序执行期间读取或分配指针，不是吗？此外，当你的程序执行时，指针的有效性可能随时改变，编译器应该如何检测呢？只是读取或写入无效地址本身已经是错误，是的，运行时错误......

【参考方案2】：

C++ 中没有规定在越界访问数组时必须抛出异常。这只是undefined behaviour的一个案例。

移除构造函数会导致它抛出异常，这真的很奇怪。未定义的行为是不可预测的。我猜你的系统最好设置为通过未初始化的指针捕获访问，而不是对数组的越界访问。