处理内存分配失败时，std::vector必须保证强异常安全，即操作要么成功，要么不改变对象状态。1. 使用raii和临时缓冲区：在不修改原对象的前提下分配新内存，仅当新资源完全初始化后才提交更改，否则在catch块中释放新内存并保持原状。2. 允许bad_alloc向上传播：但必须确保原vector状态未被破坏，所有成员变量更新延迟至成功后执行。3. 目标为强异常安全：通过“先分配、再构造、最后提交”策略，结合try-catch保护元素构造过程，防止旧元素提前析构。4. 可采用临时对象+swap：将变更封装在临时vector中，成功后通过noexcept swap原子提交，确保强保证。5. 统一分配器异常行为：即使使用nothrow分配器，也应主动检查空指针并抛出bad_alloc以符合stl语义。6. 构造函数同样需保护：在初始化多个元素时，异常发生后需析构已构造对象并释放内存。总之，异常安全的核心是确保任何操作在异常下仍维持对象的合法状态。
在实现一个异常安全的
vector时，内存分配失败是一个必须妥善处理的关键问题。C++ 标准库中的
std::vector在面对内存分配失败时需要保证强异常安全（即操作要么完全成功，要么不改变对象状态），尤其是在
push_back、
resize、
insert等可能触发重新分配的操作中。
以下是处理内存分配失败的核心策略和实现要点：
1. 使用 RAII 和临时缓冲区隔离风险
在执行可能改变
vector内部状态的操作前，先在不修改原对象的前提下完成资源分配。只有在新资源成功分配并初始化后，才提交更改。
例如，在
push_back中需要扩容时：
- 不直接在原内存上操作。
- 先用
allocator_traits::allocate
分配新内存。 - 使用
try-catch
包裹元素拷贝/移动构造。 - 若构造失败，释放新内存，原
vector
状态不变。 - 成功后再释放旧内存并更新指针。
void push_back(const T& value) {
if (size() == capacity()) {
size_t new_cap = capacity() ? capacity() * 2 : 1;
T* new_data = alloc.allocate(new_cap); // 可能抛出 bad_alloc
try {
// 在新内存中构造新元素
::new(static_cast(new_data + size())) T(value);
// 复制原有元素
for (size_t i = 0; i < size(); ++i) {
::new(static_cast(new_data + i)) T(data_[i]);
data_[i].~T();
}
} catch (...) {
// 构造失败：释放已分配的新内存
alloc.deallocate(new_data, new_cap);
throw; // 异常继续传播
}
// 替换旧内存
deallocate_old(); // 释放旧空间
data_ = new_data;
capacity_ = new_cap;
++size_;
} else {
::new(static_cast(data_ + size_)) T(value);
++size_;
}
} 2. 分配失败时的行为：让 bad_alloc 向上传播
C++ 中内存分配失败通常抛出
std::bad_alloc。正确的做法是允许该异常向上传播，而不是吞掉或静默处理。
但关键在于：在传播之前，不能破坏原 vector
的状态。
这意味着：
- 所有对原数据的修改必须延迟到新资源完全就绪之后。
- 原有元素不能提前析构。
- 指针、大小、容量等成员变量在确认成功前不得更新。
3. 异常安全的三大保证级别及实现目标
| 保证级别 | 含义 | vector 实现要求 |
|---|---|---|
| 基本异常安全 | 异常后对象仍有效，但状态可能改变 | 至少应达到此级别 |
| 强异常安全 | 异常后状态回滚到调用前 | 推荐目标，尤其对 @@######@@ 等操作 |
| 不抛异常 | 操作绝不抛异常 | 仅用于 @@######@@ 操作，如 swap |
为了实现强异常安全，常用“copy-and-swap”或“two-phase allocation”模式。
4. 使用临时对象和 swap 实现强异常安全
一种更清晰的做法是将危险操作封装在临时对象中，成功后再通过
push_back提交：
noexcept
但注意：这种方式效率较低，因为复制整个 vector。适用于调试或小对象，生产实现中更倾向于手动管理临时缓冲。
5. 分配器（Allocator）的异常行为控制
自定义分配器可以改变内存分配行为。例如：
- 某些分配器在失败时不抛异常，而是返回空指针（如
swap
）。 - 此时需检查返回指针是否为
void push_back(const T& value) { auto temp = *this; // 复制当前状态（可能失败） temp.grow(); // 扩容并添加元素 temp.emplace_back(value); // 在副本中添加 swap(temp); // 原子交换，不抛异常（若 swap 是 noexcept） }。
new(std::nothrow)
即使分配器不抛异常，也应统一向上层抛出
nullptr，以符合 STL 语义。
6. 构造函数中的异常安全特别注意
T* ptr = alloc.allocate(n);
if (!ptr) {
throw std::bad_alloc{}; // 主动抛出，保持接口一致
} 的构造函数如果涉及大量元素初始化，也需保护：bad_alloc
析构已构造的元素，再释放内存，最后抛出异常。
总结：关键处理策略
- 先分配，再构造，最后提交：避免在原地修改导致中间状态。
- 用 try-catch 保护构造过程：确保异常发生时清理临时资源。
- 不提前析构旧元素：直到新内存完全准备好。
- swap 是实现强异常安全的利器：结合临时对象使用。
- 允许 bad_alloc 向上传播：但必须保持对象一致性。
基本上就这些。异常安全的核心不是防止异常，而是确保异常发生时程序仍处于合法状态。对于 vector 这类容器，这一点尤为重要。
vector
vector(size_t n, const T& value, const Alloc& a = Alloc())
: alloc(a), data_(nullptr), size_(0), capacity_(0)
{
data_ = alloc.allocate(n);
try {
for (; size_ < n; ++size_) {
::new(static_cast(data_ + size_)) T(value);
}
} catch (...) {
while (size_ > 0) {
data_[--size_].~T();
}
alloc.deallocate(data_, n);
throw;
}
} 
