1. 什么是C++运行时错误：'pointer out of bounds'？
C++是一门广泛应用于编写高效且可伸缩性强的系统级应用程序的程序语言。但是，C++ 在创造高度优化、高性能的代码方面给程序员带来的灵活性是有成本的，其中一种是在数组、指针等操作时出现的指针越界错误。
当我们在C++中使用动态分配内存时，我们需要使用new运算符并手动跟踪指针。但是，如果我们访问的内存超过了分配的内存区域，则会出现指针越界错误。这基本上就是"pointer out of bounds"错误。
出现此类错误时，程序会以不可预测的方式运行：可能程序会崩溃也可能仍在运行，但引起致命的错误。
int main() {
int *arr = new int[10];
arr[11] = 0; // pointer out of bounds 错误
delete[] arr;
return 0;
}
2. 如何识别指针越界错误？
C++ 指针指向一块内存地址，如果我们尝试访问该指针地址范围之外的区域，就会发生指针越界。这将导致程序出现未定义的行为，其中包括程序异常终止、数据损坏等情况。
2.1 编译器报告
编译器在静态编译期间无法知道指针将在运行时指向哪里，但是它可以检查代码是否尝试访问无效的指针地址。此时，编译器会给出指针越界的警告信息，提示我们修改代码。
例如，在 GCC 编译器下使用 -Wall 选项编译代码，编译器会给出警告信息：
warning: array subscript is above array bounds [-Warray-bounds]
arr[11] = 0; // 编译器警告信息
2.2 使用内存调试工具
尽管编译器的警告信息具有帮助性，但有时它可能无法检测到所有的指针宽容问题。这时，我们就可以使用内存调试工具来帮助我们找到指针越界错误。
常见的内存调试工具有下面几个：
Valgrind
AddressSanitizer
Electric Fence
使用内存检测工具需要对这些工具进行配置和安装，并将它们与我们的代码一起编译。然后，执行程序并注意工具给出的任何问题提示，以确定哪个代码部分正在引起越界。
3. 如何修复指针越界错误？
当我们找到指针越界错误时，我们需要采取适当的步骤来修复它们。下面是一些常见的修复方法：
3.1 确认指针的边界
在编码过程中，我们应该始终意识到指针的地址范围。当我们分配内存时，我们需要确保代码中使用的任何指针都是在分配区域的内部。我们可以通过编写测试代码来确保分配的内存以及我们使用的指针是有效的。
int *p = new int[10];
for (int i = 0; i <= 10; i++) {
// 确认指针范围
if (&p[i] >=p && &p[i] <= &p[9]) {
p[i] = i + 1;
}
}
delete[] p;
3.2 使用智能指针
当我们使用普通指针时，需要手动管理内存分配和释放。手动管理内存时，经常出现内存泄漏、指针越界等问题。而使用智能指针可以避免这些问题。
C++ 11 及以上版本引入了智能指针（smart pointer）概念。智能指针是一种 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）技术的实现方式。智能指针管理指向对象的指针，并在不再需要该指针时自动释放对象。不再需要手动释放内存。
std::unique_ptr p(new int[10]);
for (int i = 0; i <= 10; i++) {
p[i] = i + 1;
}
3.3 使用数组替代指针
对于数组，我们可以使用 STL 中的容器（如 std::vector、std::array）来替代指针。这样可以避免手动内存管理所带来的指针越界问题。
std::vector 是一个动态数组，其元素个数可以动态变化。我们可以使用 push_back()、insert() 等操作向 std::vector 中添加元素，使用 std::vector::size() 来获取元素个数。
std::vector vec;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
vec.push_back(i + 1);
}
4. 如何避免指针越界错误？
对于大多数程序员而言，避免错误比修正错误更容易。在编写代码时，我们可以考虑以下几种方法来避免指针越界错误：
4.1 细心检查边界
我们应该始终意识到指针的地址范围。在使用指针时，我们必须细心检查边界。当我们分配内存时，我们需要确保代码中使用的任何指针都是在分配区域的内部。当我们使用指针来访问数组元素时，我们最好使用下面的方式，以避免指针指向错误的内存地址。
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (&arr[i] >= arr && &arr[i] < arr + n) {
// arr[i] 是指向有效元素的指针
} else {
// arr[i] 是指向无效元素的指针
}
}
4.2 使用容器
使用 STL 中的容器（如 std::vector、std::array）来替代指针。这样可以避免手动内存管理所带来的指针越界问题。
4.3 使用 C++ 智能指针
使用 C++ 智能指针可以自动化管理内存生命周期。这样可以避免手动内存管理所带来的指针越界问题。
5. 总结
指针越界是 C++ 中常见的错误之一。我们可以使用编译器和内存调试工具来识别指针越界错误，并使用数组、智能指针等方式来修复指针越界错误。在编写代码时，我们始终要注意细节，检查指针的边界，使用智能指针和容器等方式来避免指针越界错误。