C++数组和指针无自动边界检查，访问越界导致未定义行为；应使用std::vector或std::Array的at()函数实现异常安全的边界检查。
在C++中，数组和指针密切相关，但语言本身并不提供自动的数组边界检查。这意味着访问越界元素不会自动抛出异常，而是导致未定义行为，可能引发程序崩溃、数据损坏或安全漏洞。理解如何手动实现边界检查和异常处理是编写安全代码的关键。
数组边界检查的必要性
原生C++数组（如 int arr[10];）不包含元信息来记录长度，也无法在运行时检测越界访问。例如，arr[15] = 1; 语法上合法，但会写入非法内存区域。
使用指针时情况更复杂，因为指针只是地址，编译器无法判断它指向的内存块大小。例如：
int* ptr = new int[5];
ptr[6] = 10; // 无编译错误，但越界
这类错误在调试阶段难以发现，但运行时可能造成严重后果。
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使用标准库容器替代原生数组
C++标准库提供了更安全的替代方案，如 std::array 和 std::vector，它们支持边界检查。
例如，使用 at() 成员函数可在越界时抛出异常：
std::vector
try {
vec.at(10) = 1; // 抛出 std::out_of_range
} catch (const std::out_of_range& e) {
std::cout
}
相比 operator[]，at() 多出边界检查开销，但提高了安全性，适合调试或关键路径。
自定义数组类实现异常安全
若需使用原生数组或指针管理动态内存，可封装类并添加检查逻辑。
示例：
class SafeArray {
private:
int* data;
size_t size;
public:
SafeArray(size_t n) : size(n) {
data = new int[size]{};
}
~SafeArray() { delete[] data; }
int& at(size_t index) {
if (index >= size) {
throw std::out_of_range(“索引超出范围”);
}
return data[index];
}
};
该类在构造时分配内存，析构时释放，并在 at() 中检查边界，越界时抛出标准异常。
调试工具辅助检测越界
即使代码中未显式检查，也可借助工具发现越界问题。
常用方法包括：
- 使用 AddressSanitizer（GCC/Clang 的 -fsanitize=address 选项），可在运行时捕获越界访问
- 在调试版本中启用断言，例如定义宏 CHECK_INDEX(index) 判断是否小于数组长度
- 使用静态分析工具（如 Clang Static Analyzer）提前发现潜在问题
这些工具不能替代正确设计，但能有效辅助开发和测试。
基本上就这些。C++不强制数组边界检查是为了性能和灵活性，但程序员需为此负责。优先使用标准容器，必要时自行封装并抛出异常，结合调试工具确保内存安全。
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