采用copy-and-swap惯用法,拷贝构造在赋值时先执行,失败不影响原对象;2. swap函数必须声明为noexcept,仅交换成员且不进行可能抛异常的操作;3. 使用RAII管理资源,如std::vector替代裸指针,确保资源安全;4. 自定义swap应基于std::swap特化并保证无异常,所有成员类型swap也需noexcept;整体确保操作要么完全成功,要么回滚到原始状态。

实现异常安全的
swap函数,特别是强异常安全保证(即操作要么完全成功,要么系统状态回滚到调用前),关键在于确保在异常发生时不会造成资源泄漏、数据损坏或对象处于不一致状态。以下是如何实现强异常安全的
swap的方法和原则。
1. 使用拷贝构造 + 无异常的交换操作
最常见且安全的方式是采用“拷贝并交换”(copy-and-swap)惯用法。该方法依赖于拷贝构造的安全性和交换操作的无异常性。
基本思路:
- 先通过拷贝构造创建临时对象(这一步可能抛异常,但不影响原对象)
- 然后执行不会抛异常的 swap 操作
- 临时对象在析构时自动清理旧数据
示例:
class MyClass {private:
int* data;
size_t size;
public:
MyClass(const MyClass& other) : data(new int[other.size]), size(other.size) {
std::copy(other.data, other.data + size, data);
}
void swap(MyClass& other) noexcept {
std::swap(data, other.data);
std::swap(size, other.size);
}
MyClass& operator=(MyClass other) {
swap(other);
return *this;
}
};
注意:
operator=接收参数 by value,意味着拷贝发生在赋值函数入口。如果拷贝构造失败(如内存不足),原对象完全不受影响,满足强异常安全。
2. swap 本身必须是 noexcept
为了保证交换阶段不抛异常,自定义的
swap必须声明为
noexcept,且内部只调用不会抛异常的操作。
关键点:
- 使用
std::swap
时,确保其对成员类型也是无异常的 - 对内置类型(指针、int等),
std::swap
通常是noexcept
- 对自定义类型,应提供特化的
swap
并标记noexcept
例如,为类提供命名空间级别的 swap:
void swap(MyClass& a, MyClass& b) noexcept {a.swap(b);
}
3. 资源管理使用 RAII
强异常安全的前提是资源管理正确。使用智能指针或容器代替裸指针,能极大简化异常安全处理。
改进示例:
class MyClass {private:
std::vector
public:
void swap(MyClass& other) noexcept {
data.swap(other.data);
}
};
std::vector::swap是
noexcept,且不会失败,天然支持强异常安全。
4. 自定义 swap 的异常安全检查清单
- swap 函数标记为
noexcept
- 只交换成员,不进行可能失败的操作(如内存分配)
- 成员类型自身 swap 也应是
noexcept
- 避免在 swap 中抛异常(逻辑错误也不应在此抛)
基本上就这些。核心是:拷贝可能失败但不影响原状态,交换必须成功且无副作用。这样就能实现强异常安全的 swap。










