多維數組超出範圍檢查

Question

我正在閱讀一本關於Safe C++的書。這裏的作者提到如何避免出現數組讀取的問題。這裏提到了我們如何避免多維數組的數組讀取問題。這裏的作者使用了operator（）函數，如下面的鏈接所示，而不是operator []，並給出了下面的解釋。這裏

https://github.com/vladimir-kushnir/SafeCPlusPlus/blob/master/scpp_matrix.hpp

注意要訪問多維數組，我們要麼需要使用多個[]運營商，如矩陣[i] [j]，或單（）運算符，如基質（I，J ）。

如果我們讓[]運算符返回一個指向第i行第零元素的T *指針，則可以實現第一種方法。但是，這否定了列索引超出範圍的診斷，這違背了在運行時捕獲錯誤的目的。當然，我們可以創建一些模板類，這會增加對行的智能引用，返回使用第一個運算符（[i]）的實例，然後使用第二個運算符（j）中的邊界檢查）。

我的問題是什麼筆者通過「意味着創造一些模板類，它會incldue智能引用到行，返回使用第一運營實例（[1]），然後使用邊界檢查第二運算符（j））「。？請求提供示例代碼，瞭解如何在C++中實現上述邏輯？

感謝您的時間和幫助。

Answer 1

的基本思路看起來是這樣的：

#include <vector> 
#include <iostream> 

template <class T> 
class matrix { 
    size_t cols; 
    size_t rows; 
    std::vector<T> data; 

    class row_proxy { // This class is the part the question really asked about 
     size_t row; 
     matrix &m; 
    public: 
     row_proxy(matrix &m, size_t row) : row(row), m(m) {} 

     T &operator[](size_t col) { 
      if (row > m.rows || col > m.cols) 
       throw std::logic_error("Bad index"); 
      return m.data[row * m.cols + col]; 
     } 
    }; 

public: 

    matrix(size_t cols, size_t rows) : rows(rows), cols(cols), data(rows*cols) {} 

    row_proxy operator[](size_t row) { 
     return row_proxy(*this, row); 
    } 
}; 

int main() { 
    matrix<int> m(3, 3); 

    for (int i=0; i<3; i++) // fill the matrix with identifiable numbers 
     for (int j=0; j<3; j++) 
      m[i][j] = i * 100 + j; 

    for (int i=0; i<3; i++) { // show the content 
     for (int j=0; j<3; j++) 
      std::cout << m[i][j] << "\t"; 
     std::cout << "\n"; 
    } 

    try {      // test the bounds checking. 
     m[4][1] = 21; 
    } 
    catch(std::logic_error &e) { 
     std::cerr << e.what(); 
    } 

    return 0; 
} 

所以，當我們創建了一個矩陣，我們保存它的大小在rows和cols。當我們在矩陣上使用operator[]時，它不會嘗試直接返回對矩陣中某個項的引用 - 而是返回一個代理類的實例，用於跟蹤行和矩陣，提供和自己的operator[]。

因此，當您使用matrix[a][b]時，第一個將a和matrix保存到代理對象中。然後在該代理對象上調用[b]部分。這將檢查a和b是否在我們爲矩陣保存的範圍內，如果是，則返回對矢量中正確對象的引用。否則，它會拋出一個std::Logic_error（可能不是最好的選擇 - 只是第一次發生在我身上）。

我應該補充說，這個總體思路有很多變化。僅舉一個例子，您可以在編譯時指定數組的大小，但將大小作爲模板參數傳遞。這可以有一些優點 - 例如，matrix<int, 2, 3>和matrix<int, 3, 2>是完全不同的類型，所以您不能意外地將一個指派給另一個。它也可能有一些缺點（最明顯的是，你需要需要來知道編譯時的大小，否則根本不會工作）。