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C++中noexcept的具体特性及其代码示例

news 2025/7/1 10:18:05

文章目录

- - - 1. **作为异常说明符**
    - 2. **作为运算符**
    - 3. **性能优化**
    - 4. **异常安全性**
  - 总结

1. 作为异常说明符

noexcept可以放在函数声明或定义的后面，表示该函数不会抛出任何异常。如果函数在运行时抛出异常，程序会立即终止，并调用std::terminate()函数。

特性：

编译时检查：编译器会检查函数是否可能抛出异常。如果函数内部调用了可能抛出异常的代码，编译器会报错。
运行时终止：如果标记为noexcept的函数在运行时抛出异常，程序会立即终止。

代码示例：

#include <iostream>
#include <stdexcept>void safeFunction() noexcept {// 这个函数不会抛出异常std::cout << "safeFunction called" << std::endl;
}void unsafeFunction() {// 这个函数可能会抛出异常throw std::runtime_error("An error occurred");
}int main() {try {safeFunction();unsafeFunction(); // 这里会抛出异常} catch (const std::exception& e) {std::cerr << "Exception caught: " << e.what() << std::endl;}return 0;
}

输出：

safeFunction called
Exception caught: An error occurred

如果将unsafeFunction标记为noexcept：

void unsafeFunction() noexcept {// 这个函数可能会抛出异常throw std::runtime_error("An error occurred");
}

输出：

safeFunction called
terminate called after throwing an instance of 'std::runtime_error'what():  An error occurred

程序会立即终止，并调用std::terminate()。

2. 作为运算符

noexcept(expression)用于检查表达式是否可能抛出异常。如果表达式不会抛出异常，则返回true；否则返回false。

特性：

编译时检查：编译器会检查表达式是否可能抛出异常。
返回值：返回一个布尔值，表示表达式是否安全。

代码示例：

#include <iostream>
#include <stdexcept>void safeFunction() noexcept {std::cout << "safeFunction called" << std::endl;
}void unsafeFunction() {throw std::runtime_error("An error occurred");
}int main() {std::cout << "safeFunction noexcept: " << noexcept(safeFunction()) << std::endl;std::cout << "unsafeFunction noexcept: " << noexcept(unsafeFunction()) << std::endl;return 0;
}

输出：

safeFunction noexcept: 1
unsafeFunction noexcept: 0

3. 性能优化

标记为noexcept的函数，编译器可以进行一些优化，例如删除异常处理代码、进行函数内联等，从而提高程序的性能。

代码示例：

#include <iostream>
#include <chrono>void safeFunction() noexcept {// 这个函数不会抛出异常std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
}void unsafeFunction() {// 这个函数可能会抛出异常std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
}int main() {auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();safeFunction();auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();std::cout << "safeFunction took " << std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end - start).count() << " ms" << std::endl;start = std::chrono::high_resolution_clock::now();unsafeFunction();end = std::chrono::high_resolution_clock::now();std::cout << "unsafeFunction took " << std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end - start).count() << " ms" << std::endl;return 0;
}

输出：

safeFunction took 100 ms
unsafeFunction took 100 ms

虽然在这个简单的例子中性能差异不明显，但在复杂的程序中，noexcept可以显著提高性能。

4. 异常安全性

使用noexcept可以提高代码的异常安全性。标记为noexcept的函数不会抛出异常，因此调用这些函数的代码可以更加自信地使用不带RAII（资源获取即初始化）的代码。

代码示例：

#include <iostream>
#include <vector>class MyClass {
public:MyClass(int value) : value_(value) {}int value() const { return value_; }// 移动构造函数MyClass(MyClass&& other) noexcept : value_(other.value_) {other.value_ = 0;}// 移动赋值运算符MyClass& operator=(MyClass&& other) noexcept {if (this != &other) {value_ = other.value_;other.value_ = 0;}return *this;}private:int value_;
};void testMove() noexcept {std::vector<MyClass> vec;vec.reserve(10);for (int i = 0; i < 10; ++i) {vec.emplace_back(i);}std::vector<MyClass> vec2 = std::move(vec);
}int main() {testMove();return 0;
}