已检查的迭代器
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2007 年 2 月 24 日
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关于 C++ 已检查迭代器的一些常见问题解答。
引言
我了解已检查迭代器已经有一段时间了，但在 Microsoft Visual C++ 2005 发布之前，我从未真正费心去使用或更好地理解它。它甚至在发布模式下都带有一个已检查版本的标准库，并且在从其他编译器移植代码时，我实际看到了使用已检查迭代器的好与坏。在使用已检查迭代器一年并对该主题进行了一些研究后，我觉得现在是与 Code Project 社区分享我收集到的知识的好时机。本文以一系列问题和答案的形式组织，力求简短易懂。
问答
什么是已检查迭代器？
已检查迭代器提供对容器和其他范围的已检查访问。它们通常知道拥有容器，并且能够捕获一些运行时错误，这些错误通常会导致未定义的行为，然后执行一些定义良好的操作，例如抛出异常或终止应用程序。这在避免与安全相关的问题（例如堆栈和堆溢出）方面特别有用。
已检查迭代器可以检测到哪些类型的错误？
这实际上取决于它们的实现。它们可以捕获的一些常见错误是
未初始化的迭代器
vector<int>::iterator it;
it++;
超出范围的访问
vector<int>::iterator it = vec.end();
it++;
比较来自不同范围或容器的迭代器
for (it = vec1.begin(); it != vec2.end(); ++it)
已检查迭代器可以检测其他类型的错误，例如容器/范围内的无效数据吗？
是的。例如，UTF-8 CPP 库 2.0 或更高版本具有已检查的迭代器适配器，能够检测无效的 utf-8 序列
utf8::iterator<std::string::iterator> it(u8string.begin(),
u8string.begin(), u8string.end());
it++; // throws an exception in case of an invalid utf-8 sequence
请注意，我们将有效范围边界作为参数传递给了迭代器适配器的构造函数。
也有已检查的容器吗？如果有，它们有什么用？
正如已检查的迭代器跟踪它们的容器一样，容器也可以跟踪迭代器。这使得可以捕获诸如使用无效或“悬空”迭代器之类的错误
vector<int> it = vec.begin();
vec.clear();
it++;
有没有简单的方法将未检查的迭代器转换为已检查的迭代器？
取决于。 像 Dinkumware 和 STLPort 这样的某些 STL 实现提供已检查和未检查的版本，并且在它们之间切换只是将特定宏设置为所需值的问题。 如果您想在调试模式下使用已检查的迭代器，而在发布模式下使用未检查的迭代器，这将特别方便，这是一个非常常见的方案。
除此之外，您可以编写一个已检查的迭代器适配器，将未检查的迭代器转换为已检查的迭代器。 在他的经典著作The C++ Programming Language中，Bjarne Stroustrup 给出了这样一个迭代器适配器的例子。 一般来说，它可以声明为类似
template <typename base_iterator, typename container_type>
class checked_iterator;
并且像这样使用
checked_iterator<myvectype::iterator, myvectype> it (vecit, vec);
it++; // checked
当然，对于一个成熟的已检查 STL 实现来说，这样的适配器只是一个穷人的替代品，但仍然可能非常有用。
使用已检查的迭代器有什么缺点吗？
有 - 性能。 已检查的迭代器比未检查的迭代器更大更慢，并且速度差异（很少是内存占用）可能很显着。 有时最好仅在开发和第一轮测试期间使用已检查的迭代器，然后发布带有未检查的迭代器的软件，但这实际上取决于具体情况。
Microsoft Visual C++ 带有已检查的迭代器吗？
是的。 在 8.0 版 (VC++ 2005) 中，默认情况下会检查迭代器和容器，即使在发布版本中也是如此。 要关闭已检查的迭代器，必须将 _SECURE_SCL 宏设置为 0。 默认情况下，如果检测到错误，程序会通过调用 invalid_parameter 终止。 可以通过将 _SECURE_SCL_THROWS 设置为 1 来更改此行为，在这种情况下，如果发生错误，已检查的迭代器会抛出标准异常。
结论
已检查的迭代器是一个您应该了解并适当使用的工具，至少在开发期间应该如此。