vector的[]不检查下标,直接内存访问,越界可能读垃圾值、写坏相邻对象或偶发段错误;at()才抛std::out_of_range异常,是唯一带边界检查的标准访问方式。

vector下标访问 [] 为什么不会报错但会出问题
[] 运算符不检查索引范围,是纯内存访问:只要地址在进程可读写页内,就直接读/写对应位置。越界后可能读到垃圾值、写坏相邻对象、触发段错误(概率性),也可能暂时“看起来正常”——这是最危险的。
常见错误现象包括:
- 程序偶发崩溃,且堆栈指向无关代码(实际是越界破坏了栈上其他变量)
- 多线程环境下行为突变(越界写覆盖了其他线程的局部变量)
- 开启
-O2后崩溃消失或逻辑更错乱(编译器基于“无未定义行为”假设做了激进优化)
at() 越界会抛 std::out_of_range 异常
at() 是唯一标准库提供的带边界检查的访问方式。它在运行时验证索引是否满足 0 ,不满足则抛出 std::out_of_range。
使用建议:
立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;
- 调试阶段强制用
at()替换所有可疑[],配合try/catch快速定位越界点 - 注意:异常开销比
[]高,上线前若确认逻辑安全,可切回[];但对用户输入、文件解析等不可信数据源,保留at()更稳妥 - 别依赖
at()检查来替代逻辑判断——比如先if (v.empty()) return;再访问,比靠异常捕获更清晰
调试时怎么快速发现 vector 越界
光靠肉眼或加 at() 不够,得结合工具链:
- 启用 AddressSanitizer:编译加
-fsanitize=address,越界读写会立刻打印详细报告(含调用栈、越界偏移、内存布局) - GCC/Clang 的
-D_GLIBCXX_DEBUG宏:让 debug 模式下的vector在每次访问都做断言检查(包括[]),但仅限 libstdc++ 且影响性能 - LLDB/GDB 中检查
v.size()和访问索引值,别只看循环变量上限——比如for (int i = 0; i 就是典型 off-by-one
迭代器和范围 for 也得防越界
看似安全的写法也可能越界:
-
auto it = v.begin(); std::advance(it, 100); *it = x;—— 如果v.size() ,advance不检查,*it直接 UB -
for (auto& x : v) { v.push_back(...); }—— 范围 for 底层用的是begin()/end(),中途修改容器导致迭代器失效,后续访问即越界 - 用
std::span(C++20)或gsl::span替代裸指针+长度参数,能从接口层面约束访问范围
at()、ASan、静态分析(如 clang-tidy 的 cppcoreguidelines-pro-bounds-vector-access)组合起来用。








