异常安全
编写异常安全的代码
异常安全 是 CoddyKit 上的免费 C++ Academy 课时。 这是第 2 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。
什么是异常安全
异常安全描述的是:当操作执行到一半抛出异常时,代码仍能保持哪些保证。
不抛出保证
这是最强的级别:操作永远不会抛出异常。析构函数、交换操作和移动操作都应以此为目标,并标记为 noexcept。
强保证
如果操作抛出异常,程序状态会回滚到仿佛操作从未开始过的状态——这是一种提交或回滚语义。
基本保证
如果操作抛出异常,不会发生资源泄漏,并且所有不变式都成立,不过具体状态可能已经发生变化。
无保证
这是最弱的级别:异常可能会使程序处于损坏状态或资源泄漏状态。请避免编写这样的代码。
RAII 提供基本保证
通过将资源封装在 RAII 对象中,栈展开会自动释放这些资源——几乎无需额外代价就能获得基本保证。
#include <memory>
#include <stdexcept>
void process() {
auto buf = std::make_unique<int[]>(100); // freed even if throw
throw std::runtime_error("oops"); // no leak
}使用拷贝并交换实现强安全性
一种常见技术是:在拷贝对象上完成所有有风险的工作,然后将其 swap 进来。交换操作不会抛出异常,因此变更要么全部完成,要么完全不发生。
void assign(Widget& target, const Widget& src) {
Widget tmp = src; // may throw, target untouched
using std::swap;
swap(target, tmp); // no-throw commit
}安排操作顺序,最后提交
请在任何不可逆变更之前完成所有可能抛出异常的操作。一旦开始修改共享状态,就不应再有失败的可能。
警惕部分更新
更新两个成员时,如果第二个更新可能抛出异常,就会使对象处于不一致状态。请先准备好两者,再通过不会抛出异常的步骤同时提交。
析构函数不得抛出异常
栈展开期间如果析构函数抛出异常,就会调用 std::terminate。请让析构函数不会抛出异常,以保持安全保证。
选择一种保证级别
在可行时应以强保证为目标,始终至少提供基本保证,并将确实不会抛出异常的操作标记为 noexcept。
快速检查
请测试您对异常安全的理解。
回顾
您已经学习了异常安全的四个级别:不抛出、强、基本和无保证。RAII 会自动提供基本保证;拷贝并交换以及最后提交可以提供强保证。请确保析构函数和交换操作不会抛出异常。
常见问题解答
「异常安全」课时是免费的吗?
是的 — 「异常安全」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。
「异常安全」这节课中我会学到什么?
编写异常安全的代码 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 2 节课,共 4 节。
「异常安全」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。