为什么STL中允许未定义的行为？

Question

默认情况下， std::stack的“底层容器”是std::deque 。 因此， std::deque的任何未定义行为都是std::stack未定义行为。 cppreference和其他站点在描述成员函数的行为时“有效地”使用术语。 我认为这意味着它适用于所有意图和目的。 因此，调用top()和pop()等效于调用back()和pop_back() ，并且在空容器上调用这些是未定义的行为。

根据我的理解，它的未定义行为的原因是为了保持无投掷保证。 我的理由是std::vector operator[]有一个无抛出保证，如果容器大小大于N，则是未定义的行为，但at()具有强保证，如果n不在，则抛出std::out_of_range界限。

所以我的问题是，一些事情背后的理由是什么可能有不确定的行为，并且有一个无保证而不是有强有力的保证而是抛出异常呢？

Answer 1

当允许未定义的行为时， 通常是出于效率的原因。

如果标准指定了在访问数组超出范围时必须发生的事情，则会强制实现检查索引是否在边界内。 矢量也是如此，它只是动态数组的包装器。

在其他情况下，允许行为未定义以允许实现自由。 但这也是关于效率的（因为一些可能的实现策略在某些机器上可能比在其他机器上更有效，而C ++会让实施者选择最有效的策略，如果他们愿意的话。）

Answer 2

根据Herb Sutter的说法，一个明显的原因是效率。 他声明该标准不对operator[]的异常规范施加任何要求，或者是否要求绑定检查。 这取决于实施。

另一方面， vector<T>::operator[]()被允许但不是必需的，以执行边界检查。 标准规范中对于operator[]()没有任何关于边界检查的说法，但是没有要求它有异常规范，所以你的标准库实现者可以自由地向operator[]()添加边界检查operator[]()也是。 所以，如果你使用operator[]()来询问一个不在向量中的元素，那么你就是自己的，并且标准不保证会发生什么（尽管你的标准库实现的文档可能） - 你的程序可能会立即崩溃，对operator[]()的调用可能会抛出异常，或者事情似乎有效，偶尔和/或神秘失败。

鉴于边界检查可以保护我们免受许多常见问题的影响，为什么operator[]()不需要执行边界检查？ 简短的回答是：效率。 始终检查边界会导致所有程序（可能是轻微的）性能开销，即使是那些从不违反边界的程序。 C ++的精神包括这样的格言：总的来说，你不应该为你不使用的东西买单，因此operator[]()不需要边界检查。 在这种情况下，我们还有另外一个理由想要效率：vector旨在用于代替内置数组，因此应该像内置数组一样高效，它不进行边界检查。 如果要确保检查边界，请使用at()代替。

如果您对性能优势感到好奇，请参阅以下两个问题：

1. :: std :: vector :: at（）vs operator [] <<令人惊讶的结果!! 速度慢5到10倍！
2. vector :: at vs. vector :: operator []

共识似乎是operator[]更有效（因为std::vector只是动态数组的包装器， operator[]应该像在数组中调用它一样高效。）而Herb Sutter似乎建议它是否异常安全取决于编译器供应商。