类型安全与不安全演示

本文探讨了类型安全的概念,通过对比C/C++、Java和Rust三种语言,展示了类型安全在预防编程错误方面的重要性。C/C++允许数组越界导致潜在的安全隐患,而Java在运行时抛出数组越界异常,Rust则在编译阶段即能捕获此类错误,体现出更高的类型安全性。

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一、类型安全的含义

  • 一般来说,一门语言只要保证类型安全,就可以说它是一门安全的语言。简单来说,类型安全是指类型系统可以保证程序的行为是意义明确、不出错的。像C/C++语言的类型系统就不是类型安全的,因为它们并没有对无意义的行为进行约束。

二、类型安全与不安全的演示

(一)C/C++语言允许数组越界

  • 一个最简单的例子就是数组越界,在C/C++语言中并不对其做任何检查,导致发生了语言规范规定之外的行为,也就是未定义行为(Undefined Behavior)。而这些未定义行为恰恰是漏洞的温床。所以,像C/C++这种语言就是类型不安全的语言。
    在这里插入图片描述
  • 定义的数组arr长度为5,合法的数组元素应该是arr[0]arr[1]arr[2]arr[3]arr[4],但是C程序竟然可以对越界的数组元素arr[10]进行操作,必然存在不安全的隐患。

(二)Java数组越界只在运行时抛出异常

  • 定义的数组arr长度为5,访问越界的数组元素arr[10],运行时抛出ArrayIndexOutOfBoundsException异常。
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  • 数组下标越界异常,只有在运行时才抛出,编译期是无法捕获的
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(三)Rust数组越界通不过编译

  • 编写array.rs
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  • 编译array.rs,报错说下标越界
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  • Rust在编译期就能捕获数组下标越界错误,相比C与Java而言,自然是一种类型安全的语言。
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