C++核心指南：P.6 編譯時無法做的檢查應當在運行時做技术頭條網

P.6: 編譯時無法做的檢查應當在運行時做

原因

留下難以檢測的錯誤在程序中會導致崩潰和糟糕的結果。

Note

理想情況下我們在編譯時或運行時捕獲所有的錯誤（非程序員的邏輯錯誤），然而並不可能在編譯時捕獲所有的錯誤，通常也不值得在運行捕獲所有剩餘的錯誤，然而我應當盡力編寫在給定充足資源（分析程序，運行時檢查，機器資源，時間等）的情況下原則上可以被檢查的代碼。

糟糕的例子

// 分開編譯，可能會動態加載
extern void f(int* p);
void g(int n)
{
 // 糟糕: 元素的數量沒有傳遞給 f()
 f(new int[n]);
}

在這裡，元素的數量這一個關鍵信息被徹底“模糊”了，以至於靜態分析可能變得不再可行，當“f()”是ABI的一部分時可能會讓動態檢查非常困難，以至於不能“檢測”這個指針。我在免費存儲中嵌入有用的信息，但這需要對系統進行全局更改，也許還需要對編譯器進行更改，這樣的設計使得錯誤檢測非常困難。

糟糕的例子

當然，我們也可以將無數的數據隨指針一起傳進去：

// separately compiled, possibly dynamically loaded
extern void f2(int* p, int n);
void g2(int n)
{
 f2(new int[n], m); // 糟糕：可能會將錯誤的無數數量傳給f()
}

將元素的數量作為參數傳遞要比僅僅傳遞指針並依賴某種(未聲明的)約定來了解或發現元素的數量更好(而且更常見)。然而(如所示)，一個簡單的拼寫錯誤可能會導致嚴重的錯誤。f2()的兩個參數之間的聯繫是習慣性的，而不是顯式的。

同樣，它也暗示著f2()支持delete它的參數（或者，這是調用者犯的第二個錯誤？）。

糟糕的例子

標準庫的資源管理指針指向對象時也無法傳遞大小：

// 分開編譯，可能動態加載
// NB: 假設這裡的調用代碼是 ABI-兼容的， 使用兼容的C++編譯器以及相同的stdlib實現
extern void f3(unique_ptr, int n); 

void g3(int n)
{
 f3(make_unique(n), m); // 糟糕: 分開傳遞所有權和大小
}

Example

我們需要將指針和元素個數作為一個整體對象進行傳遞:

extern void f4(vector&); // 分開編譯，可能動態加載
extern void f4(span); // 分開編譯，可能動態加載
 // NB: 假設這裡的調用代碼是 ABI-兼容的， 使用兼容的C++編譯器以及相同的stdlib實現
void g3(int n)
{
 vector v(n);
 f4(v); // 傳遞一個引用，保留所有權(ownership)
 f4(span{v}); // 傳遞一個視圖(view)，保留所有權
}

這種設計將元素的數量作為對象的一個組成部分，這樣錯誤就不太可能發生，如果條件允許，動態(運行時)檢查也是可行的。

Example

我們如何同時傳遞所有權和驗證所需的所有信息?

vector f5(int n) // OK: move
{
 vector v(n);
 // ... initialize v ...
 return v;
}
unique_ptr f6(int n) // 糟糕: 丟失了`n`
{
 auto p = make_unique(n);
 // ... initialize *p ...
 return p;
}
owner f7(int n) // 糟糕: 丟失了`n`，並且可能會忘記`delete`
{
 owner p = new int[n];
 // ... initialize *p ...
 return p;
}