Iteradores verificados

Artigo
06/16/2023

Os iteradores verificados garantem que os limites de seu contêiner não serão substituídos. Os iteradores verificados aplicam-se a compilações de liberação e compilações de depuração. Para obter mais informações sobre como usar a iteradores de depuração ao compilar no modo de depuração, consulte Suporte a iterador de depuração.

Comentários

Para obter informações sobre como desabilitar avisos gerados pelos iteradores verificados, consulte _SCL_SECURE_NO_WARNINGS.

Você pode usar a macro do pré-processador _ITERATOR_DEBUG_LEVEL para habilitar ou desabilitar o recurso de iteradores verificados. Se _ITERATOR_DEBUG_LEVEL for definido como 1 ou 2, o uso não seguro de iteradores gerará um erro de runtime e o programa será terminado. Se definido como 0, os iteradores verificados serão desabilitados. Por padrão, o valor de _ITERATOR_DEBUG_LEVEL é 0 para compilações de versão e 2 para compilações de depuração.

Importante

Código-fonte e documentação mais antigos podem se referir à macro _SECURE_SCL. Use _ITERATOR_DEBUG_LEVEL para controlar _SECURE_SCL. Para obter mais informações, consulte _ITERATOR_DEBUG_LEVEL.

Quando _ITERATOR_DEBUG_LEVEL for definido como 1 ou 2, estas verificações de iterador serão executadas:

Todos os iteradores padrão (por exemplo, vector::iterator) serão verificados.
Se um iterador de saída for um iterador verificado, chamadas para funções de biblioteca padrão como std::copy terão comportamento verificado.
Se um iterador de saída for um iterador não verificado, chamadas para funções de biblioteca padrão causarão avisos do compilador.
As seguintes funções gerarão um erro de runtime se houver um acesso fora dos limites do contêiner:

basic_string::operator[]
bitset::operator[]
deque::back
deque::front

deque::operator[]
list::back
list::front
queue::back

queue::front
vector::back
vector::front
vector::operator[]

Quando _ITERATOR_DEBUG_LEVEL é definido como 0:

Todos os iteradores padrão são não verificados. Os iteradores podem ir além dos limites do contêiner, o que leva a um comportamento indefinido.
Se um iterador de saída for um iterador verificado, chamadas para funções de biblioteca padrão como std::copy terão comportamento verificado.
Se um iterador de saída for um iterador não verificado, chamadas para funções de biblioteca padrão terão comportamento não verificado.

Um iterador verificado refere-se a um iterador que chamará invalid_parameter_handler se você tentar passar dos limites do contêiner. Para obter mais informações sobre invalid_parameter_handler, consulte Validação do parâmetro.

Os adaptadores de iterador que dão suporte a iteradores são Classe checked_array_iterator e Classe unchecked_array_iterator.

Exemplos

Quando você compila usando _ITERATOR_DEBUG_LEVEL definido como 1 ou 2, um erro de runtime ocorrerá se você tentar acessar um elemento que esteja fora dos limites do contêiner usando o operador de indexação de determinadas classes.

// checked_iterators_1.cpp
// cl.exe /Zi /MDd /EHsc /W4

#define _ITERATOR_DEBUG_LEVEL 1

#include <vector>
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
   vector<int> v;
   v.push_back(67);

   int i = v[0];
   cout << i << endl;

   i = v[1]; //triggers invalid parameter handler
}

Esse programa imprime “67” e então abre em pop-up uma caixa de diálogo de falha de asserção com informações adicionais sobre a falha.

Da mesma forma, ao compilar usando _ITERATOR_DEBUG_LEVEL definido como 1 ou 2, um erro de runtime ocorrerá se você tentar acessar um elemento usando front ou back em classes de contêiner quando o contêiner estiver vazio.

// checked_iterators_2.cpp
// cl.exe /Zi /MDd /EHsc /W4
#define _ITERATOR_DEBUG_LEVEL 1

#include <vector>
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
   vector<int> v;

   int& i = v.front(); // triggers invalid parameter handler
}

Esse programa abrirá em pop-up uma caixa de diálogo de falha de asserção com informações adicionais sobre a falha.

O código a seguir demonstra vários cenários de caso de uso de iterador com comentários sobre cada um. Por padrão, _ITERATOR_DEBUG_LEVEL é definido como 2 em compilações de Depuração e 0 em compilações de Varejo.

// checked_iterators_3.cpp
// cl.exe /MTd /EHsc /W4

#include <algorithm>
#include <array>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <numeric>
#include <string>
#include <vector>

using namespace std;

template <typename C>
void print(const string& s, const C& c)
{
    cout << s;

    for (const auto& e : c) {
        cout << e << " ";
    }

    cout << endl;
}

int main()
{
    vector<int> v(16);
    iota(v.begin(), v.end(), 0);
    print("v: ", v);

    // OK: vector::iterator is checked in debug mode
    // (i.e. an overrun causes a debug assertion)
    vector<int> v2(16);
    transform(v.begin(), v.end(), v2.begin(), [](int n) { return n * 2; });
    print("v2: ", v2);

    // OK: back_insert_iterator is marked as checked in debug mode
    // (i.e. an overrun is impossible)
    vector<int> v3;
    transform(v.begin(), v.end(), back_inserter(v3), [](int n) { return n * 3; });
    print("v3: ", v3);

    // OK: array::iterator is checked in debug mode
    // (i.e. an overrun causes a debug assertion)
    array<int, 16> a4;
    transform(v.begin(), v.end(), a4.begin(), [](int n) { return n * 4; });
    print("a4: ", a4);

    // OK: Raw arrays are checked in debug mode
    // (an overrun causes a debug assertion)
    // NOTE: This applies only when raw arrays are given to C++ Standard Library algorithms!
    int a5[16];
    transform(v.begin(), v.end(), a5, [](int n) { return n * 5; });
    print("a5: ", a5);

    // WARNING C4996: Pointers cannot be checked in debug mode
    // (an overrun causes undefined behavior)
    int a6[16];
    int * p6 = a6;
    transform(v.begin(), v.end(), p6, [](int n) { return n * 6; });
    print("a6: ", a6);

    // OK: stdext::checked_array_iterator is checked in debug mode
    // (an overrun causes a debug assertion)
    int a7[16];
    int * p7 = a7;
    transform(v.begin(), v.end(), stdext::make_checked_array_iterator(p7, 16), [](int n) { return n * 7; });
    print("a7: ", a7);

    // WARNING SILENCED: stdext::unchecked_array_iterator is marked as checked in debug mode
    // (it performs no checking, so an overrun causes undefined behavior)
    int a8[16];
    int * p8 = a8;
    transform(v.begin(), v.end(), stdext::make_unchecked_array_iterator(p8), [](int n) { return n * 8; });
    print("a8: ", a8);
}

Quando você compila esse código usando cl.exe /EHsc /W4 /MTd checked_iterators_3.cpp, o compilador emite um aviso, mas compila sem erro em um executável:

algorithm(1026) : warning C4996: 'std::_Transform1': Function call with parameters
that may be unsafe - this call relies on the caller to check that the passed values
are correct. To disable this warning, use -D_SCL_SECURE_NO_WARNINGS. See documentation
on how to use Visual C++ 'Checked Iterators'

Quando executado na linha de comando, o executável gera esta saída:

v: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
v2: 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
v3: 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45
a4: 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60
a5: 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
a6: 0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90
a7: 0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 98 105
a8: 0 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 88 96 104 112 120

Confira também

Visão geral da biblioteca padrão C++
Suporte ao iterador de depuração

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