【C++】noexcept的作用

noexcept是C++11引入的關鍵字，用于指定函數是否會拋出異常。它既是一個修飾符也是一個操作符，在現代C++編程中扮演著重要角色。

一、noexcept的基本概念

noexcept主要有兩種形式：

• 無條件形式?：void func() noexcept; 表示函數func保證不會拋出任何異常
• 條件形式?：void func() noexcept(expression); 根據括號內的表達式結果決定是否拋出異常。如果表達式為true，表示不拋出異常；為false則表示可能拋出異常。

不帶條件的noexcept等同于noexcept(true)。當標記為noexcept的函數確實拋出了異常，程序會立即調用std::terminate()終止運行，不會保證調用對象的析構函數。

二、noexcept的主要作用

1. 性能優化

編譯器可以利用noexcept信息進行多種優化：

• 避免生成額外的異常處理代碼，減少代碼大小
• 優化函數調用棧的管理，不需要為可能的異常保留額外空間
• 標準庫容器（如std::vector）會根據元素類型的移動操作是否為noexcept來決定使用移動還是拷貝操作

2. 代碼可靠性與安全性

• 明確表明函數不會拋出異常，有助于代碼審查和靜態分析
• 減少程序崩潰風險，因為如果noexcept函數拋出異常，程序會立即終止
• 阻止異常的傳播與擴散，避免異常在調用棧中向上傳遞

3. 影響函數重載和模板特化

noexcept可以作為函數類型的一部分，影響函數重載決策和模板特化：

void foo() noexcept;
void foo() noexcept(false);

編譯器可能優先選擇noexcept版本

三、noexcept的典型使用場景

1. 移動構造函數和移動賦值運算符?

標準庫容器在重新分配內存時，如果移動操作是noexcept，會優先使用移動而非拷貝.

2. 析構函數?

析構函數通常不應拋出異常，默認就是noexcept的，除非顯式聲明為noexcept(false)

3.交換(swap)函數?

交換操作通常不應拋出異常，可以標記為noexcept

4.性能關鍵的函數?

在性能敏感的代碼中，標記為noexcept可以幫助編譯器優化

5.遞歸函數?

遞歸函數聲明為noexcept可以避免多次調用時的異常處理開銷

四、noexcept操作符

noexcept還可以作為操作符使用，返回一個布爾值，表示表達式是否會拋出異常：

noexcept(expr)  // 如果expr不會拋出異常則返回true，否則返回false

這在模板編程中特別有用，可以根據類型特性動態決定函數是否為noexcept。

五、注意事項

?1. 謹慎使用?
錯誤標記noexcept可能導致程序在異常情況下直接終止，難以調試
?2. 異常安全?
即使函數標記為noexcept，也應確保其實現是異常安全的，使用RAII技術管理資源
3. ?不要過度承諾?
只在確定函數不會拋出異常時才使用noexcept