课时

我们来分析在 C++ 中表达“值可能不存在”的三种方式：返回指针 T* 并检查 nullptr，返回 std::optional<T> 并处理 std::nullopt，或者使用诸如 std::string::npos 之类的 sentinel 值。学习如何根据语义选择方法（“访问对象” vs “值-结果”），进行小规模 API 重构，并修复典型错误。

我们来解析在 std::vector 中引用/指针/迭代器的失效是什么，为什么容器在增长时会“搬家”（ reallocation），为什么通过 erase 删除会移动元素并破坏旧地址，为什么 const 并不能保证安全，以及如何用一张“风险地图”来思考各操作（ push_back, reserve, resize, erase），以免踩到 UB。

讨论一个 C++ 的实际问题：为什么在长期状态下保存指向 std::vector 元素的指针/引用是危险的（由于 reallocation 或在 erase 之后的移动会导致失效）、这如何导致 UB，以及用什么来替代这种“指向元素的引用”——用索引（ std::optional<std::size_t>）或稳定的标识符（ id），并在需要时重新获取访问权。

解析在 C++ 中 new/ delete 与 new []/ delete [] 的真实工作方式：分配内存和构造对象时执行了哪些步骤，为什么 new int 与 new int {} 的初始化不同，为什么 delete 会结束对象的生命周期，以及最重要的——为什么混用删除形式会产生 UB。

解析 C++ 中三种经典的手动内存管理故障： leak、 double-free 和 use-after-free。确认 new/ delete 及 new []/ delete [] 的“黄金不变式”，查看典型场景（提前 return、指针覆盖、别名），然后通过一个包含 legacy 注释的 char* 小案例，观察隐式所有权如何导致 UB。