关于 std::vector 的下标越界检查

C语言(加了层语法糖的汇编)为了性能并不支持数组的越界检查，每次检查会多付出2-3倍的时间。

而vector以at的形式支持越界检查，但也支持C语言风格的[]高效访问，没错C++提供了足够的自由。

当要获取 std::vector 的第 n 个元素，下面几种方式都可以：

1. std::vector vec;

2. size_t n = 1;

3. int & i = vec[n];

4. int & j = *(vec.begin() + n);

5. int & k = vec.at(n);

但是如果 n 超过了 vector 的下标范围，在几种方式的结果就有区别了。

在 linux 平台只有 at(n) 会抛出 std::out_of_range 异常，而其他两个都不会。

 查看标准模板库代码，可以看到：

1. // element access

2. /**

3. * @brief Subscript access to the data contained in the %vector.

4. * @param n The index of the element for which data should be

5. * accessed.

6. * @return Read/write reference to data.

7. *

8. * This operator allows for easy, array-style, data access.

9. * Note that data access with this operator is unchecked and

10. * out_of_range lookups are not defined. (For checked lookups

11. * see at().)

12. */

13. reference

14. operator[](size_type __n)

15. { return *(this->_M_impl._M_start + __n); }

有说明：通过 operator[] 获取数组元素，不会检查下标有效性，需要检查的时候使用 at 接口

在 windows 平台 VS 环境下，都会抛出异常，VC 下的标准库是这样现实的：

1. reference operator[](size_type _Pos)

2. { // subscript mutable sequence

3.  

4. #if _HAS_ITERATOR_DEBUGGING

5. if (size() <= _Pos)

6. {

7. _DEBUG_ERROR("vector subscript out of range");

8. _SCL_SECURE_OUT_OF_RANGE;

9. }

10. #endif /* _HAS_ITERATOR_DEBUGGING */

11. _SCL_SECURE_VALIDATE_RANGE(_Pos < size());

12.  

13. return (*(_Myfirst + _Pos));

14. }

在 Debug 配置下， _HAS_ITERATOR_DEBUGGING 默认定义为 1，但是即使强制定义为 0，也有异常，因为还有一个 _SCL_SECURE_VALIDATE_RANGE 检查。所以即使在 Release 配置下，下标检查也是存在的。

如果把上面的代码中的“引用”符号去掉，像这样：

1. std::vector vec;

2. size_t n = 1;

3. int i = vec[n];

4. int j = *(vec.begin() + n);

5. int k = vec.at(n);

那么 at(n) 仍然会抛出 std::out_of_range 异常，其他两个会出现什么情况呢，也许是内存访问异常，也许是其他诡异的错误。

在 vec 非空的情况下，即使下标越界，也有可能对应的内存是可读写的，至于读到的是什么内容，或者写到什么地方，就是随机事件了。

所以尽量用 at 接口，让错误尽早暴露出来。

源链接：https://blog.csdn.net/luansxx/article/details/10194171