Практика

Кожен приклад — окрема повна програма: спочатку умова, потім код і пояснення, далі результат виконання.

Приклад 1. Довжина і копіювання рядка C

Функція довжини приймає чинний нуль-термінований рядок. Функція копіювання додатково приймає місткість призначення. Якщо місця недостатньо, вона нічого не змінює і повертає false. Буфери не повинні перекриватися.

#include <cstddef>
#include <print>

std::size_t length(const char* text)
{
    const char* end = text;
    while (*end != '\0') ++end;
    return static_cast<std::size_t>(end - text);
}

bool copy(char* destination, std::size_t capacity,
    const char* source)
{
    const auto size = length(source);
    if (size >= capacity) return false;
    for (std::size_t i = 0; i <= size; ++i)
        destination[i] = source[i];
    return true;
}

int main()
{
    char buffer[6]{};
    std::println("Copied: {}", copy(buffer, 6, "Hello"));
    std::println("{}; length={}", buffer, length(buffer));
    std::println("Too small: {}", copy(buffer, 3, "World"));
    std::println("Unchanged: {}", buffer);
}

Copied: true
Hello; length=5
Too small: false
Unchanged: Hello

Потрібно шість комірок для п’яти літер і нуля. Умова size >= capacity залишає місце завершувачу. Копіюється також елемент із індексом size. Ці функції не можуть перевірити доступність довільної адреси: чинність джерела є передумовою, яку гарантує викликач.

Приклад 2. Дерево каталогів

Батьківський вузол володіє дочірніми через unique_ptr. Зворотний parent є сирим невласницьким вказівником: батько живе довше за своїх дітей. Тут weak_ptr не потрібний, бо shared-власника взагалі немає.

#include <memory>
#include <vector>
#include <string>
#include <print>
#include <utility>

struct Directory
{
    std::string name;
    Directory* parent{};
    std::vector<std::unique_ptr<Directory>> children;
};

Directory& add(Directory& parent, std::string name)
{
    auto child = std::make_unique<Directory>();
    child->name = std::move(name);
    child->parent = &parent;
    parent.children.push_back(std::move(child));
    return *parent.children.back();
}

int main()
{
    Directory root{"root", nullptr, {}};
    auto& docs = add(root, "docs");
    auto& images = add(docs, "images");
    std::println("{} -> {} -> {}", root.name,
        docs.name, images.name);
    std::println("Parent: {}", images.parent->name);
}

Результат – root -> docs -> images та Parent: docs. Перерозподіл вектора переміщує unique_ptr, але не самі динамічні Directory, тому посилання на вузли залишаються чинними, поки їхні власники існують. Вилучення вузла натомість робить посилання на нього і його піддерево недійсними.

Приклад 3. Пошук помилок пам’яті

Робоча програма нижче є безпечною базою для порівняння. У копіях проєкту створюйте по одному навмисному дефекту: змінити умову циклу на i <= 3; зберегти get(), виконати reset() і прочитати стару адресу; для окремого сирого new int[3] помилково застосувати delete. Ці дефектні копії запускаються тільки під AddressSanitizer. Не додавайте всі дефекти одразу: перший збій приховає наступні.

#include <memory>
#include <print>

int main()
{
    auto values = std::make_unique<int[]>(3);
    for (int i = 0; i < 3; ++i) values[i] = i + 1;
    int total{};
    for (int i = 0; i < 3; ++i) total += values[i];
    std::println("Total: {}", total);
    values.reset();
    std::println("Empty: {}", values == nullptr);
}

Правильна програма друкує Total: 6 та Empty: true. Зберіть копію командою з /fsanitize=address /Zi і /link /INCREMENTAL:NO, без /RTC та /ZI. У Windows перевірка невідповідності виділення та звільнення alloc_dealloc_mismatch типово вимкнена. Для окремої копії з new[] і помилковим delete перед запуском увімкніть її в поточній Developer PowerShell:

$env:ASAN_OPTIONS = 'alloc_dealloc_mismatch=1'
.\main.exe

Назва виконуваного файла має відповідати вашій збірці. Офіційний опис: https://learn.microsoft.com/cpp/sanitizers/error-alloc-dealloc-mismatch.

Для кожного дефекту запишіть тип повідомлення, рядок першого неправильного доступу й виправлене правило. Недостатньо приховати повідомлення або не виконувати проблемну гілку: виправлена програма має пройти той самий тест.