C++异常安全如何保证 基本保证强保证不抛出保证区别

异常安全是指代码在发生异常时不会造成资源泄漏或状态不一致。基本保证（basic guarantee）指异常后程序状态有效且无泄漏，实现方式包括使用raii和推迟变更；强保证（strong guarantee）要求异常后状态与调用前完全一致，常用“复制并交换”模式实现；不抛出保证（nothrow guarantee）确保函数绝不抛异常，适用于析构函数、swap等关键操作，通常最难实现。

在C++开发中，异常安全是一个常被提到的话题。很多人会问“怎么保证异常安全？”其实关键在于理解不同级别的异常安全保证：基本保证、强保证和不抛出保证。这三者不是简单的写法差异，而是对程序稳定性和容错能力的不同要求。

什么是异常安全？

异常安全是指代码在发生异常时，不会造成资源泄漏、数据损坏或状态不一致的问题。换句话说，即使函数中途抛出了异常，整个程序的状态仍然应该是合法的、可恢复的。

基本保证（Basic Guarantee）

基本保证是最基础的一层。它意味着如果函数执行过程中抛出了异常，程序的状态虽然可能改变，但对象仍然是有效的，没有资源泄漏，也没有未定义行为。

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常见场景：

• 插入元素到容器时抛出异常
• 文件操作中部分写入失败

建议做法：

• 使用RAII（资源获取即初始化）管理资源，比如用std::unique_ptr而不是裸指针。
• 在修改对象前先复制一份原始数据，这样一旦异常发生可以回滚。
• 避免直接修改原始数据，尽量推迟变更直到确定不会抛出异常。

举个例子，如果你往一个vector里push_back一个元素，而这个元素的拷贝构造可能会抛异常，那vector应该保持原来的样子或者至少是有效状态，不能崩溃也不能内存泄漏。

强保证（Strong Guarantee）

强保证比基本保证更严格。它要求如果函数抛出异常，程序状态必须和调用之前完全一样，就像什么都没发生过一样。

适用情况：

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• 涉及事务性操作，比如数据库更新
• 修改多个对象且必须全部成功或全部失败的操作

实现技巧：

• 使用“复制并交换”模式（Copy and Swap）
• 先构建新状态，确认无误后再替换旧状态
• 把可能抛异常的操作提前做，确保后面的操作不会失败

比如你实现一个赋值运算符，你可以先拷贝传入的对象，然后交换内部数据。这样即使拷贝过程中抛了异常，原对象的状态还是不变的。

不抛出保证（Nothrow Guarantee）

这是最高级别也是最难做到的保证。它要求函数绝对不会抛出异常，适用于那些不允许失败的关键路径。

应用场景：

• 析构函数（你不希望析构时崩溃）
• swap函数（标准库很多地方依赖swap不抛异常）
• 移动构造函数/移动赋值运算符（为了性能和稳定性）

注意事项：

• 确保调用的所有函数也都有nothrow保证
• 避免使用可能抛异常的操作，比如new（除非用了nothrow版本）
• 使用标准库中标记为noexcept的函数

例如，标准库中的std::vector::swap通常是noexcept的，因为它只是交换内部指针，不会分配内存也不会抛异常。

总结一下区别：

实际开发中，没必要所有代码都追求强保证或noexcept，要根据具体场景权衡。比如底层库函数、核心逻辑模块更适合提供强保证；而像日志记录、非关键功能则可以接受基本保证。

基本上就这些。

以上就是C++异常安全如何保证 基本保证强保证不抛出保证区别的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！