下标与 at

许多容器都能用下标或键取出元素。同一容器上常有访问路径：一条假设调用方已经保证位置合法，另一条在运行期检查并在失败时抛异常。本章只用 std::array 演示，并把同类容器点名列清。

访问路径

operator[]（下标）：快速路径。调用方必须已经保证下标合法；越界是未定义行为（在实现启用 C++26 硬化检查之前）。
at：检查路径。位置不合法时抛 std::out_of_range，可用 try / catch 观察到失败。

语法先分清：cells_.[i] 不是合法写法，clangd 会报语法错误；正确的下标是 cells_[i]。语法通过之后，才谈越界语义。

只用 std::array 演示

subscript-and-at.cpp

// subscript-and-at 示例：用 std::array 演示 [] 与 at。
#include <array>
#include <iostream>
#include <stdexcept>

int main() {
  std::array<int, 3> cells{10, 20, 30};

  // 合法下标：[] 与 at 读到同一格。
  std::cout << "cells[1]=" << cells[1] << '\n';
  std::cout << "cells.at(1)=" << cells.at(1) << '\n';

  try {
    // 非法下标：at 抛出 std::out_of_range。
    std::cout << cells.at(3) << '\n';
  } catch (const std::out_of_range& ex) {
    std::cout << "caught: " << ex.what() << '\n';
  }

  // 故意不演示越界 cells[3]：那是未定义行为，不是可依赖的报错。
  return 0;
}

预期输出（what() 的具体措辞随标准库实现略有差异，但类型仍是 std::out_of_range）：

终端输出

cells[1]=20
cells.at(1)=20
caught: array::at: __n (which is 3) >= _Nm (which is 3)

合法下标时，[] 与 at 读到同一格。非法下标只演示 at：故意不写 cells[3]，因为那是未定义行为，不能当成可依赖的报错手段。

map 按键取值

map / unordered_map 的 [] 会在缺键时插入默认值；at 缺键则抛。这一族的按键访问语义与 array 的下标语义不同，不要混为一谈。

常见错误

把越界 [] 当成「会抛异常」。不会；那是未定义行为。
写成 cells_.[i]。这是语法错误，与越界无关。
用异常表达「业务上拒绝一次落子」。业务拒绝用结果类型；at / out_of_range 留给检查路径与前置条件失败。

自测问题

对 std::array，[] 与 at 在越界时分别会怎样？

查看答案

[] 越界是未定义行为；at 抛 std::out_of_range。
与 std::array 同属「下标 + at」一族的常用容器有什么？

查看答案

vector、deque、string、string_view（以及 C++26 起的 span::at）。map / unordered_map 的 [] 是插入语义，另算一族。

本章回顾

你现在能用 std::array 区分 [] 与 at，并说出同类容器。井字棋先用坐标判断范围，再用 at 读取格子，见实现棋盘存储。