c++ - 为什么内置数组不安全？

Question

这本书 C++ Primer, 5th edition 作者 Stanley B. Lippman (ISBN 0-321-71411-3/978-0-321-71411-4) 提到:

An [std::]array is a safer, easier-to-use alternative to built-in arrays.

内置数组有什么问题？

Answer 1

1. 内置数组是一个连续的字节 block ，通常在堆栈上。你真的没有像样的方法来保存有关数组、它的边界或它的状态的有用信息。 std::array 保留此信息。

2. 内置数组在传入/传给函数时会衰减为指针。这可能会导致:

   • 当传递一个内置数组时，你传递一个原始指针。指针不保留有关数组大小的任何信息。您将不得不传递数组的大小，从而使代码变得丑陋。 std::array 可以作为引用、复制或移动传递。

   • 没有办法返回一个内置数组，如果数组是在那个函数范围内声明的，你最终会返回一个指向局部变量的指针。std::array 可以安全返回，因为它是一个对象，并且它的生命周期是自动管理的。

3. 你不能真正对内置数组做有用的事情，例如分配、移动或复制它们。您将结束为每个内置数组编写自定义函数(可能使用模板)。 std::array 可以赋值。

4. 通过访问超出数组边界的元素，您将触发未定义的行为。 std::array::at 将执行边界检查并在检查失败时抛出常规 C++ 异常。

5. 更好的可读性:内置数组涉及指针运算。 std::array 实现了有用的函数，例如 front、back、begin 和 end避免这种情况。

假设我想对一个内置数组进行排序，代码可能如下所示:

int arr[7] = {/*...*/};
std::sort(arr, arr+7);

这不是有史以来最健壮的代码。通过将 7 更改为不同的数字，代码会中断。

使用 std::array:

std::array<int,7> arr{/*...*/};
std::sort(arr.begin(), arr.end());

代码更加健壮和灵活。

为了清楚起见，内置数组有时会更简单。例如，许多 Windows 和 UNIX API 函数/系统调用需要一些(小)缓冲区来填充数据。我不会使用 std::array 而不是我可能正在使用的简单 char[MAX_PATH] 的开销。