C++ Academy · 课时

嵌入式环境中的约束：无 RTTI、无异常

Q: 「嵌入式环境中的约束：无 RTTI、无异常」这节课中我会学到什么？

在通常禁用 RTTI 和异常的嵌入式子集环境中进行开发 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 C++ Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

在通常禁用 RTTI 和异常的嵌入式子集环境中进行开发

嵌入式环境中的约束：无 RTTI、无异常 是 CoddyKit 上的免费 C++ Academy 课时。这是第 1 节课，共 4 节。你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。这是 C++ Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 C++ Academy 课程共包含 4 节课。

嵌入式 C++

嵌入式系统存在诸多限制：RAM 有限、没有 MMU，并且有实时期限。C++ 的“自由站立式”子集移除了成本过高的语言部分。

为什么不使用 RTTI？

RTTI（运行时类型信息）支持 dynamic_cast 和 typeid。每个多态类都会携带一个额外指针；RTTI 表会增加代码体积。请使用 -fno-rtti 禁用它。

为什么不使用异常？

异常需要栈展开表和运行时支持，这会增加代码体积并导致时序不可预测。许多嵌入式代码库会使用 -fno-exceptions。

g++ -fno-rtti -fno-exceptions main.cpp

不使用异常进行错误处理

请使用：

返回码（std::expected、std::optional、错误枚举）
用于返回结果的输出参数
用于系统错误的 std::error_code

结果类型

C++23 的 std::expected<T, E> 表示一个值或一个错误，类似于 Rust 的 Result。许多嵌入式项目已经使用自定义的 Result 类型。

std::expected<int, ErrorCode> parse(const char* s);

if (auto r = parse("42"); r) use(*r);
else                       log_error(r.error());

避免动态分配

堆碎片会严重影响实时性。嵌入式代码通常禁止在启动阶段之外使用 new。请使用：

栈分配
静态数组
内存池
适用于嵌入式环境的分配器

静态内存模式

在编译时或启动时预留内存。

template <typename T, size_t N>
class StaticVector {
    alignas(T) char storage_[sizeof(T) * N];
    size_t size_ = 0;
public:
    void push_back(const T& v);
    // ...
};

编译期多态

在可能的情况下，请使用模板或 CRTP 替代虚函数，这样无需虚函数表，也无需间接调用。

template <typename Derived>
class Base {
public:
    void process() { static_cast<Derived*>(this)->process_impl(); }
};

class Concrete : public Base<Concrete> {
public:
    void process_impl() { /* ... */ }
};

自由站立式标准库

自由站立式 C++ 子集不包含大部分 <iostream>、线程支持和动态分配功能。标准明确规定了其中可用的内容。

etl：嵌入式模板库

嵌入式模板库（ETL）提供类似 STL 的容器，其大小确定且不使用动态分配。

代码体积方面的注意事项

使用 -Os 优化代码体积，使用 -flto 进行链接时优化，并使用 -ffunction-sections -fdata-sections -Wl,--gc-sections 删除未使用的代码。

现实世界：火星探测车与汽车

C++ 广泛用于安全关键型嵌入式系统，包括汽车（AUTOSAR）、航空航天（MISRA）和医疗领域（IEC 62304）。编码标准会进一步限制语言的使用方式。

快速检查

哪个编译器选项可以禁用 C++ 的异常支持，以减小二进制文件体积？

回顾

嵌入式 C++ 会禁用 RTTI 和异常，以减小代码体积并提高可预测性。请用静态内存替代堆，用结果类型表示错误，并使用 CRTP 实现多态。MISRA 等编码标准还会进一步限制语言的使用。

常见问题解答

「嵌入式环境中的约束：无 RTTI、无异常」课时是免费的吗？

是的 — 「嵌入式环境中的约束：无 RTTI、无异常」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 C++ Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 C++ Academy 课程共包含 4 节课。

「嵌入式环境中的约束：无 RTTI、无异常」这节课中我会学到什么？

在通常禁用 RTTI 和异常的嵌入式子集环境中进行开发你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 C++ Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 C++ Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 C++ Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。这是第 1 节课，共 4 节。

「嵌入式环境中的约束：无 RTTI、无异常」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 C++ Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 C++ Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

此课程中的所有课时

← 返回 C++ Academy