C++ vector at函数会报错吗 C++数组越界异常捕获try-catch【纠错】

vector::at 会抛出 std::out_of_range 异常而非静默越界，下标超出 size() 时严格保证异常抛出，与 operator[] 的未定义行为有本质区别，必须用 try-catch 捕获且不可依赖 errno 或返回值。

vector::at 会抛出异常而不是静默越界

vector::at 在下标超出 size() 范围时，一定会抛出 std::out_of_range 异常，不是崩溃也不是未定义行为。这和 operator[] 的行为有本质区别——后者不检查边界，越界访问直接导致未定义行为（可能 crash、数据错乱或看似正常）。

常见错误现象：用 at(i) 替代 operator[](i) 后程序突然终止，但没看到 catch 到异常，其实是没写 try-catch 或异常被上层吞掉了。

• 必须用 try { vec.at(i); } catch (const std::out_of_range& e) { ... } 捕获，不能只 catch std::exception（虽然它能捕获，但不够精准）
• at() 的性能略低于 operator[]，因为每次调用都做一次 if (i >= size()) 判断
• 空 vector 调用 at(0) 也会抛 std::out_of_range，不是空指针或 nullptr 相关错误

std::out_of_range 异常不能用常规 C 风格错误码捕获

试图用 if (errno != 0) 或检查返回值来“捕获” at() 的越界是无效的——c++ 异常机制和 errno 完全无关，errno 不会被设置，函数也无返回码可查。

典型误用场景：在 C++ 项目里混用 C 风格错误处理逻辑，比如：

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int x = vec.at(i); // 如果抛异常，下面这行根本不会执行 if (errno) { ... } // 永远进不去

• std::out_of_range 继承自 std::exception，只能用 catch 捕获
• 某些编译器/标准库实现中，what() 返回字符串类似 "vector::_M_range_check: __n (which is X) >= this->size() (which is Y)"
• 不要依赖 what() 字符串内容做逻辑判断，它只是调试信息

数组原生类型（如 int arr[5]）没有 at 函数，越界完全无法捕获

C++ 原生数组（int arr[10]）不提供 at 或任何边界检查，arr[15] 是纯未定义行为，编译器不报错、运行时不抛异常、try-catch 完全无效。

常见误解：以为给原生数组加了 try-catch 就能兜住越界——实际连异常都不会抛，更不会进入 catch 块。

• 想获得安全访问，必须改用 std::Array（有 at()）或 std::vector
• std::array::at 行为与 vector::at 一致，越界抛 std::out_of_range
• 用 g++ -fsanitize=address 可以在调试期检测原生数组越界，但这是 ASan 工具行为，不是语言特性

release 模式下 at 的检查不会被优化掉

有人担心开启 -O2 后 at() 的边界检查会被编译器优化掉——不会。at() 的语义明确要求越界时抛异常，标准强制要求该检查存在，所有主流标准库（libstdc++、libc++、MSVC STL）都保留它。

但要注意：如果编译器能**静态证明**下标一定合法（比如 vec.at(3) 且 vec.size() 在编译期已知 ≥4），部分优化器可能省略运行时判断——但这属于安全优化，不影响正确性。

• 别为了性能盲目换回 operator[]，先确认这里真是性能瓶颈（profile 数据说话）
• 若确实要禁用检查，可用 data()[i]（仍需确保 i 在范围内），但失去异常保护
• Release 下异常本身开销比检查更大；如果确定不会越界，operator[] 是更轻量的选择

真正容易被忽略的是：at() 抛异常的前提是「访问发生在 vector 生命周期内」。如果 vector 已被 move 或析构，再调用 at() 就是野指针访问，不会抛 std::out_of_range，而是直接未定义行为。