在 std::array 中编译时间范围检查

Question

我想在编译时对 std::array 执行范围检查。这是一个例子：

#include <iostream>
#include <array>

void rarelyUsedFunction(const std::array<double, 2>& input)
{
    std::cout << input[5] << std::endl;
}

int main()
{
    std::array<double, 2> testArray;
    rarelyUsedFunction(testArray);
}

如果我使用 g++ 编译它，则不会出现警告或错误，尽管未定义对不在数组中的元素的访问。编译后的程序只是打印一些随机值。

g++ 中是否有一个编译器选项可以在编译时执行合适的范围/边界检查？我知道我可以添加“-D_GLIBCXX_DEBUG”，但这只会在运行时执行检查。如果我有一个不经常调用的函数，则不会触发。

我知道，不能在所有情况下都执行这样的范围检查，但在上述情况下，编译器应该能够发现问题！？

Answer 1

正如 cmets 中所提到的，std::get(std::array) 会很好地为您做到这一点，因为它有义务进行此类边界检查：

I 必须是 [0, N) 范围内的整数值。这是在编译时强制执行的，而不是 at() 或 operator[]。

在您的示例中，它看起来像这样：

void rarelyUsedFunction(const std::array<double, 2>& input)
{
    std::cout << std::get<5>(input) << std::endl; // <---- Compilation error!
}

如果索引不只是文字，你仍然可以使用“复杂”代码计算它，只要你设法将它填充到 constexpr 变量中：

void rarelyUsedFunction(const std::array<double, 2>& input)
{
    constexpr std::size_t index = /* Whatever, as long as it compiles... */;
   
    std::cout << std::get<index>(input) << std::endl;
}

显然，无论哪种情况，这都涉及向编译器提供硬保证，即在编译时索引是已知的。