CppCoreGuidelines I.13 不要以单独指针传递数组

26 March 2022

理由：

用数组指针+数组大小作为参数的接口很容易出错。指向数组的指针必须依靠其他途径传递其大小。

举例：

void copy_n(const T* p, T* q, int n); // copy from [p:p+n) to [q:q+n)

如果 q 的元素数少于 n 会怎么样？我们会覆盖一些无关的内存。如果 p 的长度小于 n 会怎么样？我们可能复制了一些无关的内存。任何一种情况，都导致了未定义的行为，可能是很难处理的 bug。

void my_copy_n(const char* p, char* q, int n) {
    for (; n>0 ; n--) {
        *q = *p; p++; q++;
    }
}
int main()
{
    char pp[] = "hello";
    char qq[] = "hel";
    cout << qq << endl;
    my_copy_n(pp, qq, 5);
    cout << qq << endl;

    char pp1[] = "hel";
    char qq1[] = "hello";
    cout << qq1 << endl;
    my_copy_n(pp1, qq1, 5);
    cout << qq1;
    return 0;
}

hel
helloello
hello
hel

替代方案：

考虑显式地用 span

void copy(span<const T> r, span<T> r2); // copy r to r2

反例：

void draw(Shape* p, int n);  // poor interface; poor code
Circle arr[10];
// ...
draw(arr, 10);

给参数 n 的值如果是 10 可能会出错：C语言里数组下标的不成文的习俗是 [0:n) 即包括 0，不包括 n。更坏的情况是，调用 draw() 函数在编译时没有问题，数组隐式的转换成了指针（数组衰减），另一个隐式转换： Circle 转成了 Shape 。 draw() 函数无法逐个访问数组的元素，因为无从知道元素本身的大小（ Shape 和 Circle 大小不一）。

替代方案：

使用支持类，确保元素数量可知，避免危险的隐式转换。

比如：

void draw2(span<Circle>);
Circle arr[10];
// ...
draw2(span<Circle>(arr));  // deduce the number of elements
draw2(arr);    // deduce the element type and array size

void draw3(span<Shape>);
draw3(arr);    // error: cannot convert Circle[10] to span<Shape>

draw2() 得到与 draw() 同样数量的信息。但是不在会隐式转换 Circle 类型。

例外：

使用 zstring 和 czstring 表示 C 风格的 \0 结尾的字符串。这时候，要用 GSL 的 std::string_view 或 span<char> 避免错误的范围。

强化：

（简单）隐式的将数组类型转换成指针类型的地方，报警。允许例外情况： zstring 和 czstring 指针。
（简单）指针类型的数值计算，报警。允许例外情况： zstring 和 czstring 指针。

technology 445

CppCoreGuidelines 381