C++11 带来的新特性 (3)—— 关键字noexcept
1 关键字noexcept
从C++11开始,我们能看到很多代码当中都有关键字noexcept。比如下面就是std::initializer_list的默认构造函数,其中使用了noexcept。
constexpr initializer_list() noexcept
: _M_array(0), _M_len(0) { }
该关键字告诉编译器,函数中不会发生异常,这有利于编译器对程序做更多的优化。
如果在运行时,noexecpt函数向外抛出了异常(如果函数内部捕捉了异常并完成处理,这种情况不算抛出异常),程序会直接终止,调用std::terminate()函数,该函数内部会调用std::abort()终止程序。
2 C++的异常处理
C++中的异常处理是在运行时而不是编译时检测的。为了实现运行时检测,编译器创建额外的代码,然而这会妨碍程序优化。
在实践中,一般两种异常抛出方式是常用的:
- 一个操作或者函数可能会抛出一个异常;
- 一个操作或者函数不可能抛出任何异常。
后面这一种方式中在以往的C++版本中常用throw()表示,在C++ 11中已经被noexcept代替。
void swap(Type& x, Type& y) throw() //C++11之前
{
x.swap(y);
}
void swap(Type& x, Type& y) noexcept //C++11
{
x.swap(y);
}
3 有条件的noexcecpt
在第2节中单独使用noexcept,表示其所限定的swap函数绝对不发生异常。然而,使用方式可以更加灵活,表明在一定条件下不发生异常。
void swap(Type& x, Type& y) noexcept(noexcept(x.swap(y))) //C++11
{
x.swap(y);
}
它表示,如果操作x.swap(y)不发生异常,那么函数swap(Type& x, Type& y)一定不发生异常。
一个更好的示例是std::pair中的移动分配函数(move assignment),它表明,如果类型T1和T2的移动分配(move assign)过程中不发生异常,那么该移动构造函数就不会发生异常。
pair& operator=(pair&& __p)
noexcept(__and_<is_nothrow_move_assignable<_T1>,
is_nothrow_move_assignable<_T2>>::value)
{
first = std::forward<first_type>(__p.first);
second = std::forward<second_type>(__p.second);
return *this;
}
4 什么时候该使用noexcept?
使用noexcept表明函数或操作不会发生异常,会给编译器更大的优化空间。然而,并不是加上noexcept就能提高效率,步子迈大了也容易扯着蛋。
以下情形鼓励使用noexcept:
- 移动构造函数(move constructor)
- 移动分配函数(move assignment)
- 析构函数(destructor)。这里提一句,在新版本的编译器中,析构函数是默认加上关键字noexcept的。下面代码可以检测编译器是否给析构函数加上关键字noexcept。
struct X
{
~X() { };
};
int main()
{
X x;
// This will not fire even in GCC 4.7.2 if the destructor is
// explicitly marked as noexcept(true)
static_assert(noexcept(x.~X()), "Ouch!");
}
- 叶子函数(Leaf Function)。叶子函数是指在函数内部不分配栈空间,也不调用其它函数,也不存储非易失性寄存器,也不处理异常。
最后强调一句,在不是以上情况或者没把握的情况下,不要轻易使用noexception。
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