怎么使用span解決數(shù)組退化和越界訪問(wèn)

本篇文章給大家分享的是有關(guān)怎么使用span解決數(shù)組退化和越界訪問(wèn)，小編覺得挺實(shí)用的，因此分享給大家學(xué)習(xí)，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說(shuō)，跟著小編一起來(lái)看看吧。

數(shù)組是C++從C語(yǔ)言繼承過(guò)來(lái)的特性，使用方便同時(shí)又可以提供絕佳的性能，因此被廣泛使用。但是簡(jiǎn)便的另一面就是風(fēng)險(xiǎn)，其中最大的兩個(gè)問(wèn)題就是退化（array decay）和越界訪問(wèn)（range errors）。本如何提前使用C++20新特性span解決數(shù)組退化和越界訪問(wèn)的問(wèn)題。

首先看使用數(shù)組的最常見代碼：

int data[10];for (size_t i = 0; i < sizeof(data)/sizeof(data[0]); ++i) {    data[i] = 0;}

數(shù)組被定義時(shí)，同時(shí)有個(gè)元素個(gè)數(shù)信息。使用這個(gè)信息可以對(duì)數(shù)組進(jìn)行操作。但是在將數(shù)組作為一個(gè)參數(shù)傳遞給某個(gè)函數(shù)時(shí)，只能以指針形式傳遞，這就是數(shù)組退化。為了正確把握數(shù)組的大小一般需要同時(shí)傳遞數(shù)組的大小信息。例如下面的初始化函數(shù)就是如此：

void init_data(int buffer[], size_t size){  cout << "size=" << size << endl;  for (gsl::index i = 0; i < size; ++i) {    buffer[i] = i;  }  buffer[4] = 40;  buffer[20] = 20;  //越界訪問(wèn)}

即使聲明函數(shù)參數(shù)時(shí)形式上是數(shù)組，但所有的行為都和指針完全相同。還有一個(gè)問(wèn)題就是，由于數(shù)組是一種完全暴露的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，沒有任何保護(hù)。例如代碼中第8行，即使訪問(wèn)的第20個(gè)元素已經(jīng)超過(guò)最初定義的10個(gè)元素，這種操作一般也會(huì)正常通過(guò)。但是接下來(lái)不知道哪個(gè)時(shí)刻，這個(gè)操作帶來(lái)的影響就會(huì)以一種完全不相關(guān)的形式表現(xiàn)出來(lái)。數(shù)組大小信息獲取，傳遞錯(cuò)誤和越界操作具有引入容易、排查困難的特種，是許多程序員的噩夢(mèng)。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，GSL引入了一個(gè)模板類span，它可以同時(shí)管理數(shù)組的地址和大小。這個(gè)類將從C++20開始成為C++的標(biāo)準(zhǔn)功能。

使用了span類的初始化函數(shù)如下：

void init_data(gsl::span<int> buffer){    cout << "size=" << buffer.size() << endl;    int value = 0;    for (auto it = buffer.begin(); it != buffer.end(); it++) {        *it = value++;    }    buffer[4] = 10;    buffer[20] = 20; //會(huì)觸發(fā)斷言}

只要函數(shù)參數(shù)聲明為：gsl::span<int> buffer，大小信息就會(huì)由span模板類管理，接下來(lái)就可以像vector一樣使用數(shù)組了。如果發(fā)生越界訪問(wèn)，會(huì)觸發(fā)斷言。


使用數(shù)組和span傳遞參數(shù)的示例代碼如下：

int main(){    int data[10];    for (size_t i = 0; i < sizeof(data)/sizeof(data[0]); ++i) {        data[i] = 0;    }    //使用數(shù)組傳遞參數(shù)    init_data(data, 5);    //使用span傳遞參數(shù)    init_data(data);    return 0;}

和使用數(shù)組的調(diào)用相比，增強(qiáng)功能（范圍檢查等）的同時(shí)還簡(jiǎn)化了數(shù)組的用法！

以上就是怎么使用span解決數(shù)組退化和越界訪問(wèn)，小編相信有部分知識(shí)點(diǎn)可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿?huì)見到或用到的。希望你能通過(guò)這篇文章學(xué)到更多知識(shí)。更多詳情敬請(qǐng)關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。