c++ - 为什么向量访问运算符没有指定为 noexcept？

Question

为什么std::vector和operator[]成员函数没有指定front为？backnoexcept

Answer 1

该标准的政策noexcept是只标记不能或不能失败的函数，而不是那些简单地指定不抛出异常的函数。换句话说，所有具有有限域的函数（传递错误的参数并且你得到未定义的行为）都不是noexcept，即使它们没有被指定为抛出。

被标记的函数是swap（不能失败，因为异常安全通常依赖于此）和numeric_limits::min（不能失败，返回原始类型的常量）。

原因是实现者可能希望提供其库的特殊调试版本，这些版本会引发各种未定义的行为情况，以便测试框架可以轻松检测到错误。例如，如果您将越界索引与vector::operator[]、 或调用front或back在空向量上。一些实现想要在那里抛出异常（它们被允许：因为它是未定义的行为，它们可以做任何事情），但是noexcept对这些函数的标准强制使这成为不可能。

Answer 2

作为对@SebastianRedl 回答的补充：为什么需要noexcept？

noexcept 和 std::vector

您可能已经知道，avector有它的容量。如果它在时已满push_back，它将分配更大的内存，将所有现有元素复制（或从 C++11 开始移动）到新主干，然后将新元素添加到后面。

但是，如果在分配内存或将元素复制到新主干时抛出异常怎么办？

• 如果在分配内存的过程中抛出异常，则向量处于其原始状态。只需重新抛出异常并让用户处理它就可以了。

• 如果在复制现有元素的过程中抛出异常，所有复制的元素将通过调用析构函数销毁，分配的trunk将被释放，并抛出异常由用户代码处理。(1)
  销毁一切后，向量又回到原来的状态。现在可以安全地抛出异常让用户处理它，而不会泄漏任何资源。

noexcept 和移动

来到 C++ 11 时代，我们有了一个强大的武器，叫做move. 它允许我们从未使用的对象中窃取资源。std::vector 将move在需要增加（或减少）容量时使用，只要操作move为noexcept。

假设在移动过程中抛出异常，之前的主干与之前move发生的不一样：资源被盗，向量处于损坏状态。用户无法处理异常，因为一切都处于不确定状态。

这就是为什么std::vector依赖move constructor于noexcept。

这是客户端代码如何依赖noexcept作为接口规范的演示。如果以后noexcept不满足要求，则以前依赖于它的任何代码都将被破坏。

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为什么不简单地将所有功能标记为noexcept？

简短的回答：异常安全代码很难编写。

长答案：noexcept对实现接口的开发人员设置严格的限制。如果您想noexcept从界面中删除 ，客户端代码可能会像上面给出的向量示例一样被破坏；但是如果你想做一个界面noexcept，你可以随时自由地做。

因此，仅在必要时，将接口标记为noexcept.

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在Going Native 2013中，Scott Meyers 谈到了上述情况，如果没有noexcept，程序的健全性就会失败。

我还写了一篇关于它的博客：https ://xinhuang.github.io/posts/2013-12-31-when-to-use-noexcept-and-when-to-not.html

Answer 3

简而言之，有带或不带指定的功能noexcept。这是有意的，因为它们是不同的。原则是：指定了未定义行为的函数（例如，由于参数不正确）不应该与noexcept.

本文明确指定这些成员没有noexcept. 的一些成员vector被用作示例：

具有广泛合同的函数的示例是vector<T>::begin()和vector<T>::at(size_type)。没有广泛合同的函数的例子是vector<T>::front()和vector<T>::operator[](size_type)。

有关最初的动机和详细讨论，请参阅本文。这里最明显的现实问题是可测试性。