Question

例如，如果我们有一个std::array并且使用constexpr实例化一个超出约束的元素，编译器就不会报告错误：

constexpr int EvaluateSpecialArrayIndex(int a)
{ return a * sizeof(int); }

array<int, 5> arr;

cout << arr[98] << endl; //compiles fine

cout << arr[EvaluateSpecialArrayIndex(4)] << endl; //the same as above

我们不能以某种方式限制这个吗？

Answer 1

为确保在编译时评估constexpr函数，必须强制它们生成结果constexpr。例如：

#include <array>

int
main()
{
    constexpr std::array<int, 5> arr{1, 2, 3, 4, 5};
    int i = arr[6];  // run time error
}

然而：

#include <array>

int
main()
{
    constexpr std::array<int, 5> arr{1, 2, 3, 4, 5};
    constexpr int i = arr[6];  // compile time error
}

不幸的是，为了实际工作，std::array必须符合C ++ 14规范，而不是C ++ 11规范。由于C ++ 11规范未使用const标记std::array::operator[]的{{1}}重载。

所以在C ++ 11中，你运气不好。在C ++ 14中，您可以使它工作，但前提是constexpr和调用索引运算符的结果都声明为array。

<强>澄清

用于数组索引的C ++ 11规范读取：

constexpr

用于数组索引的C ++ 14规范读取：

                reference operator[](size_type n);
          const_reference operator[](size_type n) const;

即。 reference operator[](size_type n); constexpr const_reference operator[](size_type n) const;已添加到C ++ 14的constexpr重载中。

<强>更新

用于数组索引的C ++ 17规范读取：

const

循环现已完成。可以在编译时计算Universe。 ; - ）

Answer 2

如果您在编译时知道数组索引，则可以将std::get与索引一起使用，如果超出范围，将导致编译失败

std::array<int, 4> a{{1,2,3,4}};
std::get<4>(a); // out of bounds, fails to compile

我从gcc-4.9得到的错误以：

结尾

error: static assertion failed: index is out of bounds
       static_assert(_Int < _Nm, "index is out of bounds");

std::get仅适用于常量表达式索引（索引是模板参数），因此对于std::array，它始终可以在编译时检测到越界。

Answer 3

std::array上的数组访问对于常规C数组是相同的，它从不检查索引是否有效，如果它超出范围，它只调用UB。如果您需要限制，请使用std::array::at()，它会对超出数组边界的值抛出std::out_of_range()异常。

arr.at(EvaluateSpecialArrayIndex(4)); // terminate called after throwing
                                      // an instance of 'std::out_of_range'

如果您想要编译时错误，请使用std::get：

std::get<EvaluateSpecialArrayIndex(4)>(arr); // error: static_assert failed
                                             // "index is out of bounds"

Answer 4

简单的回答，因为std::array分别constexpr重载来检查这类事情是非常昂贵的。如果需要，可以在std::array周围编写自己的包装器，为编译时常量提供编译检查访问。类似的东西：

template<typename T, size_t S>
class safeArray
{
    std::array<T, S> m_arr;
    public:
    template<size_t A>
    T& safeAt() { 
        static_assert(A < S, "Index out of bounds");
        return m_arr[A]; 
    }
    // other funcs as needed
};

然后，您可以执行以下操作：

safeArray<int, 5> arr;
cout << arr.safeAt<98>() << endl; // compile error

然而，这可以产生许多功能。大多数情况下，如果您的设计合理，您将不需要这种类型的检查。

为什么即使使用constexpr索引，编译器也允许越界数组访问？

4 个答案: