如何制作C++包装器为std::vector越界提示添加文件行号并终止程序？

问题解答 #

1. 是否可以不使用宏传递文件和行号？ #

在C中，__FILE__和__LINE__是预处理器宏，仅能在编译阶段展开。若需兼容C17及更早标准，必须依赖宏来传递调用点的文件和行号。但在C++20及之后，可使用标准库的std::source_location替代宏，它能自动捕获调用位置的信息，无需手动传递宏参数：

#include <vector>
#include <cstdio>
#include <stdexcept>
#include <source_location>

template<class T>
typename T::value_type vec_get(const T& v, size_t idx, 
                               const std::source_location& loc = std::source_location::current())
{
    if (idx >= v.size())
    {
        printf("%s:%d err std::vector %zu out of range size %zu\n", 
               loc.file_name(), loc.line(), idx, v.size());
        throw std::out_of_range("vec_get");
    }
    return v.at(idx);
}

调用时直接写vec_get(v, idx)即可，source_location会自动获取调用处的文件和行号。

2. 是否可以修改代码使其直接返回元素？ #

完全可以，只需将函数从void改为返回容器的元素类型，移除输出参数即可。以下是兼容C++11及以上标准的实现，同时保留宏传递文件行号：

#include <vector>
#include <cstdio>
#include <stdexcept>

template<class T>
typename T::value_type vec_get(const T& v, size_t idx, const char* file, int line)
{
    if (idx >= v.size())
    {
        printf("%s:%d err std::vector %zu out of range size %zu\n", file, line, idx, v.size());
        throw std::out_of_range("vec_get");
    }
    return v.at(idx);
}

#define VEC_GET(v, idx) vec_get(v, idx, __FILE__, __LINE__)

int main()
{
    std::vector<std::string> v;
    size_t idx = 0;
    // 直接返回赋值
    std::string s = VEC_GET(v, idx);
    return 0;
}

若使用C++14及以上标准，还可用auto简化返回类型声明：

template<class T>
auto vec_get(const T& v, size_t idx, const char* file, int line)
{
    if (idx >= v.size())
    {
        printf("%s:%d err std::vector %zu out of range size %zu\n", file, line, idx, v.size());
        throw std::out_of_range("vec_get");
    }
    return v.at(idx);
}

优化后程序输出 #

运行修改后的代码，输出效果与原代码一致，但调用方式更简洁：

$ ./vec_throw
vec_throw.cpp:22 err std::vector 0 out of range size 0
terminate called after throwing an instance of 'std::out_of_range'
what():  vec_get
Aborted (core dumped)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者rich