字符串的 out_of_range 异常答案

【问题标题】：out_of_range exception with strings字符串的 out_of_range 异常
【发布时间】：2015-10-09 22:07:03
【问题描述】：

我试图理解字符串中的out_of_range 异常

#include<iostream>
#include<exception>
using namespace std;

int main()
{
    try{
        string str = "Hello";
        str.at(100);//throws exception and get caught
        //str[100]; //this is a run time error, program crashes
    }
    catch (out_of_range &e)
    {
        cout << e.what() << endl;
    }

}

为什么对字符串的数组访问不抛出任何异常和崩溃，而.at 工作正常？

IDE：VS2013

【问题讨论】：

标签： c++ exception indexoutofboundsexception

【解决方案1】：

这是因为 [] 运算符不检查任何内容，而 at() 则检查。 CppReference 说：

std::basic_string::at

返回对指定位置 pos 的字符的引用。执行边界检查，在无效访问时将抛出 std::out_of_range 类型的异常。

std::basic_string::operator[]

返回对指定位置 pos 的字符的引用。不执行边界检查。

【讨论】：

【解决方案2】：

std::string::at 和 std::string::operator[] 工作方式不同。

at(size_t) 方法检查字符串的当前大小：如果超出范围 - 它将抛出异常。
operator[](size_t) 是对内存块的直接访问。所以问题出在运行时。

std::string::operator[]

std::string::at

【讨论】：

【解决方案3】：

使用长度为 n 的字符串 s，您可以使用 [] 和 at 访问索引 0 到 n-1 处的项目，具有明确定义的行为。

通过[]访问索引n处的项目⁽¹⁾保证产生对零对象的引用，而通过at访问它是(2)保证抛出out_of_range异常。

前一种行为是为了与 C 编程的期望兼容，而后一种行为是为了确保正确性。

确实，at 方法保证为 0 到 n-1 范围之外的任何索引抛出 out_of_range 异常。

使用[]，您访问的索引⁽³⁾要求在 0 到 n 的范围内。这意味着使用超出该范围的索引是未定义的行为。

^{¹⁾ C++14 21.4.5/2 关于basic_string::operator[]：“返回：*(begin() + pos) 如果pos < size()。否则，返回对类型对象的引用
charT 的值为 charT()，其中修改对象会导致未定义的行为”。
²⁾。 C++14 21.4.6/5 about basic_string::at: “Throws: out_of_range if pos >= size()”，其中索引类型是无符号的。
^{3) sup> C++14 21.4.5/1 关于basic_string::operator[]：“需要：pos <= size。”}}

【讨论】：