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C++异常安全拷贝拷贝构造异常处理

P粉602998670

发布： 2025-08-31 08:15:01

原创

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拷贝构造函数应提供强异常安全保证，确保操作全成功或全回滚；2. 使用“拷贝再交换”技术，将可能抛出的操作置于局部对象，成功后通过无抛出swap提交；3. 优先采用RAII容器如std::string，其默认拷贝构造已具强保证，减少资源管理风险。

c++异常安全拷贝拷贝构造异常处理

在C++中，实现异常安全的拷贝构造函数是编写强异常安全（Strong Exception Safety）代码的关键部分。当对象包含动态资源（如堆内存、文件句柄等）时，拷贝构造过程中若发生异常，必须确保原对象不受影响，且不会造成资源泄漏。

异常安全的三大保证

理解异常安全前，先明确C++中异常安全的三种级别：

基本保证：操作失败时，对象仍处于有效状态，无资源泄漏
强保证：操作要么完全成功，要么回到调用前状态（事务语义）
无抛出保证：操作绝不抛出异常（如noexcept）

拷贝构造函数通常应至少提供强异常安全保证。

拷贝构造中的异常风险

考虑一个管理动态内存的类：

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class MyString {
private:
  char* data;
  size_t len;

public:
  MyString(const char* str) { /* 分配并复制 */ }
  MyString(const MyString& other) {
    len = other.len;
    data = new char[len + 1]; // 可能抛出 std::bad_alloc
    strcpy(data, other.data); // 假设不会抛出
  }
};

如果 new char[...] 抛出异常，

data

登录后复制

和

len

登录后复制

可能处于中间状态，但对象尚未构造完成，不会造成泄漏。然而，如果类有多个资源，问题会更复杂。

使用“拷贝再交换”实现强异常安全

最常用的技术是“copy-and-swap”或“copy-then-swap”：

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先在局部作用域内完成所有可能抛出的操作（如内存分配）
一旦成功，通过无抛出的交换操作提交结果

示例：

class MyString {
private:
  char* data;
  size_t len;

  void swap(MyString& other) noexcept {
    std::swap(data, other.data);
    std::swap(len, other.len);
  }

public:
  MyString(const MyString& other)
    : data(nullptr), len(0)
  {
    MyString temp;
    temp.len = other.len;
    temp.data = new char[temp.len + 1]; // 可能抛出
    strcpy(temp.data, other.data);

    swap(temp); // 无抛出交换
  }
};

如果 new 失败，

temp

登录后复制

析构会自动释放资源（尚未赋值给

this

登录后复制

），当前对象未被修改，满足强异常安全。

现代C++中的简化方法

使用RAII容器（如 std::string、std::vector）可大幅降低风险：

class MyString {
private:
  std::string data;

public:
  MyString(const MyString& other) = default; // 自动生成的拷贝构造安全
  // std::string 的拷贝构造已提供强异常安全保证
};

只要成员变量都支持强异常安全，合成的拷贝构造函数也自动具备强保证。

基本上就这些。核心思路是：把可能出错的操作放在局部对象中完成，成功后再通过无抛出操作提交。优先使用标准库容器，能极大减少手动管理资源带来的异常风险。

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