【Effective Modern C++】第三章转向现代C++：14. 只要函数不抛出异常就加上noexcept声明

C++11 的noexcept是替代 C++98 废弃异常说明的核心特性，作为函数接口的关键组成部分，仅当确定函数永远不会抛出异常 时声明；其核心价值是让编译器生成更高效的目标代码，同时为调用者 / STL 提供明确的异常安全承诺，且不可为了加noexcept扭曲函数实现，大多数函数因 "异常中立" 无需声明。

noexcept的核心价值

性能层面：编译器最大化优化代码

• 逻辑 ：noexcept承诺 "函数异常传播时可直接终止程序"，编译器无需保证调用栈完整展开、局部对象按构造反序析构，因此可剔除冗余代码，生成更精简高效的机器码；
• 对比差异 ：noexcept函数的优化度远高于 C++98 的throw()或无异常声明的函数（后两者需预留栈展开的冗余代码）；

// noexcept函数：编译器无冗余准备，极致优化
void moveWidget(Widget&& w) noexcept {
    // 无栈展开、析构顺序记录的冗余代码，机器码更精简
}

// throw()函数：需预留栈展开准备，优化有限（C++17已废弃）
void moveWidget(Widget&& w) throw() {
    // 含局部对象析构顺序记录、栈可展开维护的冗余代码
}

// 无声明函数：默认按"可能抛异常"处理，优化空间极小
void moveWidget(Widget&& w) {
    // 同throw()，冗余代码多，执行效率低
}

语义层面：作为接口承诺，支撑 STL 核心逻辑

• 逻辑 ：noexcept是函数接口的关键属性（与const同等重要），调用者 / STL 会依赖该承诺判断是否安全使用高性能逻辑；
• 支撑场景：

1. 移动操作（构造 / 赋值）：STL 容器仅当移动操作noexcept时，才会用 "移动" 替代 "拷贝"（避免移动抛异常破坏异常安全）；

// 移动构造加noexcept：STL容器优先用移动（高效且安全）
class Widget {
public:
    Widget(Widget&& other) noexcept {
        // 转移资源，无异常风险
    }
};

std::vector<Widget> vec;
Widget w;
vec.push_back(std::move(w)); // 容器调用移动构造（因noexcept）

2. swap函数：高层次结构（数组、std::pair）的swap是否noexcept依赖底层元素，加noexcept可让整个层级受益；

// 自定义Widget的swap加noexcept，支撑数组/pair的swap优化
class Widget {
public:
    void swap(Widget& other) noexcept {
        // 交换资源，无异常风险
    }
};

// 数组swap的noexcept依赖Widget::swap
Widget arr1[5], arr2[5];
std::swap(arr1, arr2); // 因Widget::swap noexcept，数组swap也noexcept

3. 析构 / 内存释放函数：C++11 默认隐式noexcept，无需显式声明，保证内存管理和对象销毁安全；

class Widget {
public:
    ~Widget() { // 默认隐式noexcept，无需显式写
        // 销毁资源，无异常风险
    }
};

// 内存释放函数默认noexcept
void operator delete(void* ptr) {
    // 释放内存，无异常风险
}

noexcept的适用 / 不适用场景

必加noexcept的场景

• 移动构造 / 移动赋值函数（STL 性能优化的核心）；
• swap函数（STL 算法核心，层级依赖其noexcept属性）；
• 析构函数、operator delete/delete[]（默认隐式noexcept，无需显式声明）；
• 无前置条件的宽泛契约函数，且确定永不抛异常；

// 宽泛契约（无前置条件），且确定不抛异常，加noexcept
int calculateSum(int a, int b) noexcept {
    return a + b;
}

绝对不加noexcept的场景

• 异常中立函数：自身不抛异常，但内部调用可能抛（加了会导致异常传播时程序直接终止）；

// 异常中立函数：内部调用可能抛的函数，不加noexcept
void processData(const std::string& data) {
    // 调用可能抛异常的函数（如new、文件操作）
    char* buf = new char[data.size()]; 
    // 允许异常传播到上层处理，不加noexcept
}

• 严格契约函数：有前置条件，检查条件时无法抛异常调试；

// 严格契约（前置条件：s.length()<=32），不加noexcept
void processShortString(const std::string& s) {
    // 调试时可抛异常提示前置条件违反，故不加noexcept
    if (s.length() > 32) {
        throw std::invalid_argument("string too long");
    }
}

• 为加noexcept扭曲实现（如捕获所有异常转状态码，增加代码复杂度）；

// 反例：为加noexcept扭曲实现，不推荐
int riskyFunc() noexcept {
    try {
        // 调用可能抛异常的函数
        return callUnsafeFunc();
    } catch (...) {
        // 捕获所有异常，返回错误码，增加复杂度
        return -1; 
    }
}

• 无法保证长期永不抛异常的函数（noexcept是接口承诺，修改会影响所有调用者）；

注意点

• 编译器不校验noexcept与函数实现的一致性：noexcept函数可调用无noexcept但实际不抛的函数（如 C 库、旧 C++98 函数），编译器不报错；

// noexcept函数调用无noexcept但实际不抛的C库函数，编译器允许
void processString(const char* str) noexcept {
    std::strlen(str); // C库函数，无noexcept但实际不抛
}

• 正确性优先于优化：永远不要为了加noexcept牺牲函数逻辑正确和接口稳定；
• 大多数函数是异常中立的，无需加noexcept；

总结

• 仅当确定函数永不抛异常时，才声明noexcept，其是函数接口的重要组成部分。
• noexcept函数可被编译器极致优化，且是 STL 移动语义、swap函数高效安全使用的核心支撑。
• 移动操作、swap函数是noexcept的核心适用场景，异常中立函数、严格契约函数等绝对不加noexcept。

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