CppCoreGuidelines P.7 尽早捕获运行时错误

23 December 2021

这条指南背后的原因是尽早发现错误，避免导致诡异的 bug。

以下程序传给 increment1 数组指针和数组大小作为参数。如果数组大小不小心写错了，会导致数组越界。程序可能会继续执行，但是随时可能运行奔溃。

#include <iostream>
using namespace std;
void increment1(int* p, int n)    // bad: error-prone
{
    for (int i = 0; i < n; ++i) ++p[i];
}

void use1(int m)
{
    const int n = 10;
    int a[n] = {};
    for (int i = 10; i < m; i++) cout << a[i] << " ";
    cout << endl;
    increment1(a, m);   // maybe typo, maybe m <= n is supposed
                        // but assume that m == 20
    for (int i = 10; i < m; i++) cout << a[i] << " ";
    cout << endl;
}
int main()
{
    use1(20);
    return 0;
}

24 0 0 10 0 15 1925183920 163 1207703186 32758
25 1 1 11 14 21 1925183921 164 1207703187 32759

以下代码用了 span ，但是数组大小还是分开设置了，依然会导致越界访问：

#include <iostream>
#include <gsl/gsl>
using namespace std;
using namespace gsl;
void increment2(span<int> p)
{
    for (int& x : p) ++x;
}

void use2(int m)
{
    const int n = 10;
    int a[n] = {};
    for (int i = 10; i < m; i++) cout << a[i] << " ";
    cout << endl;
    increment2({a, m});    // maybe typo, maybe m <= n is supposed
    for (int i = 10; i < m; i++) cout << a[i] << " ";
    cout << endl;
}
int main()
{
    use2(20);
    return 0;
}

0 0 -2018306080 32758 24 0 0 10 0 19
1 1 21 1 281016609 124 1 11 18 21

直接传递一个带数组长度信息的 span 给 increment2 就不会出错了：

#include <iostream>
#include <gsl/gsl>
using namespace std;
using namespace gsl;
void increment2(span<int> p)
{
    for (int& x : p) ++x;
}

void use2(int m)
{
    const int n = 10;
    int a[n] = {};
    for (int i = 0; i < m; i++) cout << a[i] << " ";
    cout << endl;
    increment2(a); // the number of elements of a need not be repeated
    for (int i = 0; i < m; i++) cout << a[i] << " ";
    cout << endl;
}
int main()
{
    use2(20);
    return 0;
}

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1600133072 32758 24 0 0 10 0 19
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 10 0 1119876608 149 0 10 18 20

以下代码定义了 Date 对象，在 user2 中，获取到了 Date 却又把它转成 string 。之后，又用 extract_date 把 string 转成 Date 。做了一次多余的数据转换操作，实在没有必要。

Date read_date(istream& is);    // read date from istream

Date extract_date(const string& s);    // extract date from string

void user1(const string& date)    // manipulate date
{
    auto d = extract_date(date);
    // ...
}

void user2()
{
    Date d = read_date(cin);
    // ...
    user1(d.to_string());
    // ...
}

注意事项：

避免多余的、过早的检查
避免在 O(1) 算法中添加 O(n) 的检查
查看指针和数组：是否进行范围检测，检测是否重复多多余？
查看类型转换：能否避免窄化转换？
查看未检测的输入值
查看结构化数据是否又转成字符串使用？

technology 271

CppCoreGuidelines 214