课时

我们来解析 C++ 中的 Undefined Behavior 是什么，以及为什么一旦出现它，语言就“什么都不保证”：从“在 Debug 里能运行、在 Release 里崩溃”的现象，到优化器为何会改变程序行为的原因。我们通过示例展示 UB 的典型来源（通过 operator[] 越界、除以零、 signed overflow、不正确的位移），搭建一个适用于 StudyLog 的安全迷你架构，并讨论如何借助 Sanitizer（ ASan/ UBSan）定位 UB。

我们来分析为什么在 C++ 中启用 sanitizers（消毒器）有用，以及为什么这通常是一个单独的构建模式（插桩会产生不同的二进制文件）。比较一下 ASan 和 UBSan 的职责范围，看看典型的“触发场景”（数组/向量越界、除以 0、 signed overflow、不正确的移位等），并通过实践巩固：编译标志 -fsanitize=address/ -fsanitize=undefined，以及有用的选项 -g 和 -O0，还有一个带有步骤统计的小案例。

我们讲解如何阅读 AddressSanitizer ( ASan) 和 UndefinedBehaviorSanitizer ( UBSan) 的实用流程：如何在 10 秒内抓住问题类型（ heap-buffer-overflow、 division by zero）、找到指向你的第一个 .cpp/ .hpp 的行、读取 stack trace 并区分“发现地点”与“产生地点”。在以 std::vector 为例的小项目中，我们给出类似 i < v . size() 的不变量，并学习修复根本原因而不是症状。

讲解如何将 assert（来自 <cassert>）用作不变量的“安全阀”：在哪里放置检查、为什么在 Release 中它可能因为 NDEBUG 而消失、为什么不能在 assert(...) 中产生副作用、如何通过 && 添加可读的消息，以及如何将检查与 sanitizer 结合以实现尽早且可诊断的崩溃。

我们来讲解如何在 C++ 中使用 static_assert 做编译时契约：它与 assert 和普通的 if 有何不同，哪些条件被视为常量（例如 constexpr、 sizeof 等），如何保护项目配置以及解读编译器信息。再加上——在模板中使用 static_assert 的稳妥入门与常见错误。