C++核心準(zhǔn)則SL.con.3:避免越界錯(cuò)誤

SL.con.3: Avoid bounds errors

SL.con.3:避免越界錯(cuò)誤

Reason（原因）

Read or write beyond an allocated range of elements typically leads to bad errors, wrong results, crashes, and security violations.

超越分配得到的范圍讀寫元素通常會(huì)導(dǎo)致惡劣的錯(cuò)誤，不正確的結(jié)果，沖突，和安全違反。

Note（注意）

The standard-library functions that apply to ranges of elements all have (or could have) bounds-safe overloads that take?span. Standard types such as?vector?can be modified to perform bounds-checks under the bounds profile (in a compatible way, such as by adding contracts), or used with?at().

適用于某個(gè)范圍內(nèi)元素的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)都有（或會(huì)有）一個(gè)適用span參數(shù)的邊界安全的重載函數(shù)。類似vector的標(biāo)準(zhǔn)類型可以被改寫以便執(zhí)行符合邊界規(guī)則群組要求的邊界檢查（以兼容的方式，例如通過增加契約）或者通過at()訪問元素。

Ideally, the in-bounds guarantee should be statically enforced. For example:

理想情況下，應(yīng)該靜態(tài)實(shí)現(xiàn)邊界內(nèi)保證。例如：

• a range-for?cannot loop beyond the range of the container to which it is applied

  范圍for循環(huán)不會(huì)超越它操作的容器的范圍。

• a?v.begin(),v.end()?is easily determined to be bounds safe

  v.begin()，v.end()這種用法很容易判斷是否邊界安全。

Such loops are as fast as any unchecked/unsafe equivalent.

這樣的循環(huán)和不檢查邊界、不保證安全的等價(jià)物同樣快。

Often a simple pre-check can eliminate the need for checking of individual indices. For example

通常，簡(jiǎn)單的事前檢查可以消除檢查獨(dú)立索引的需要。例如：

• for?v.begin(),v.begin()+i?the?i?can easily be checked against?v.size()

  對(duì)于v.begin(),v.begin()+i，i可以簡(jiǎn)單的通過v.size()進(jìn)行檢查。

Such loops can be much faster than individually checked element accesses.

這樣的循環(huán)可以比逐個(gè)檢查元素訪問的情況快很多。

Example, bad（反面示例）

void f()
{
    array a, b;
    memset(a.data(), 0, 10);         // BAD, and contains a length error (length = 10 * sizeof(int))
    memcmp(a.data(), b.data(), 10);  // BAD, and contains a length error (length = 10 * sizeof(int))
}

Also,?std::array<>::fill()?or?std::fill()?or even an empty initializer are better candidate than?memset().

同樣，std::array<>::fill()或std::fill()，甚至空初始化器都可以作為memset的更好選擇。

Example, good（范例）

void f()
{
    array a, b, c{};       // c is initialized to zero
    a.fill(0);
    fill(b.begin(), b.end(), 0);    // std::fill()
    fill(b, 0);                     // std::fill() + Ranges TS

    if ( a == b ) {
      // ...
    }
}

Example（示例）

If code is using an unmodified standard library, then there are still workarounds that enable use of?std::array?and?std::vector?in a bounds-safe manner. Code can call the?.at()?member function on each class, which will result in an?std::out_of_range?exception being thrown. Alternatively, code can call the?at()?free function, which will result in fail-fast (or a customized action) on a bounds violation.

如果代碼使用的是未經(jīng)修改的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，仍然有變通的辦法以邊界安全的方式使用std::array和std::vector。代碼可以調(diào)用每個(gè)類的.at()成員函數(shù)，它可以拋出std::out_of_range異常。或者，代碼可以調(diào)用at()自由函數(shù)，它在邊界違反時(shí)會(huì)觸發(fā)快速失敗（或者自定義的動(dòng)作）。

void f(std::vector& v, std::array a, int i)
{
    v[0] = a[0];        // BAD
    v.at(0) = a[0];     // OK (alternative 1)
    at(v, 0) = a[0];    // OK (alternative 2)

    v.at(0) = a[i];     // BAD
    v.at(0) = a.at(i);  // OK (alternative 1)
    v.at(0) = at(a, i); // OK (alternative 2)
}

Enforcement（實(shí)施建議）

• Issue a diagnostic for any call to a standard-library function that is not bounds-checked. ??? insert link to a list of banned functions

  發(fā)行一個(gè)檢查，已確認(rèn)所有對(duì)沒有邊界檢查的標(biāo)注庫(kù)函數(shù)的調(diào)用。？？？插入禁止函數(shù)列表的鏈接。

This rule is part of the?bounds profile.

本規(guī)格是邊界準(zhǔn)則群組的一部分。

原文鏈接

https://github.com/isocpp/CppCoreGuidelines/blob/master/CppCoreGuidelines.md#slcon3-avoid-bounds-errors

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