模板应假设类型可能抛出异常,通过RAII、拷贝交换和noexcept声明实现强异常安全,确保资源管理和拷贝操作在异常下保持对象有效状态。

在C++中,模板和异常安全是两个关键机制。模板提供泛型编程能力,而异常安全确保程序在异常发生时仍能保持正确状态。将两者结合使用时,必须特别注意资源管理、拷贝语义和异常传播路径。核心原则是:模板代码应假设其处理的类型可能抛出异常,并据此设计强异常安全保证。
在模板中实现异常安全前,先明确三种常见级别:
模板通常需支持强保证,因为用户无法预知传入类型的异常行为。
模板中应依赖RAII(Resource Acquisition Is Initialization)避免资源泄漏。例如:
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template <typename T>
class SafeContainer {
T* data_;
size_t size_;
public:
explicit SafeContainer(size_t n)
: data_(new T[n]()), size_(n) {} // 可能抛出 bad_alloc
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>~SafeContainer() { delete[] data_; }
SafeContainer(const SafeContainer& other)
: data_(nullptr), size_(0)
{
if (other.data_) {
data_ = new T[other.size_]; // 若此处抛出,原对象不变
std::uninitialized_copy(other.data_, other.data_ + other.size_, data_);
size_ = other.size_;
}
}};
即使 new 抛出异常,原对象状态不受影响,满足强异常安全。
这是实现强异常安全的经典方法,尤其适用于赋值操作:
template <typename T>
class Vector {
T* data_;
size_t size_, capacity_;
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>friend void swap(Vector& a, Vector& b) noexcept {
using std::swap;
swap(a.data_, b.data_);
swap(a.size_, b.size_);
swap(a.capacity_, b.capacity_);
}public: Vector& operator=(Vector other) { // 参数按值传递,完成拷贝 swap(this, other); // 交换内容,异常安全且简洁 return this; } };
赋值中,拷贝构造可能失败,但不影响原对象;交换操作通常不抛出,整体实现强保证。
若模板支持移动语义,应正确标记 noexcept:
template <typename T>
class Wrapper {
T value_;
public:
Wrapper(Wrapper&& other) noexcept(std::is_nothrow_move_constructible_v<T>)
: value_(std::move(other.value_)) {}
<pre class='brush:php;toolbar:false;'>Wrapper& operator=(Wrapper&& other) noexcept(std::is_nothrow_move_assignable_v<T>) {
value_ = std::move(other.value_);
return *this;
}};
标准库容器依赖此信息决定是否使用移动而非拷贝(如 vector 扩容),错误标记可能导致性能下降或意外异常。
模板的析构函数应始终抑制异常:
~MyTemplate() {
try {
cleanup(); // 可能抛出
} catch (...) {
// 记录日志,但不抛出
}
}
否则在栈展开过程中引发二次异常,直接调用 std::terminate。
基本上就这些。关键是让模板对类型异常行为保持透明,通过RAII、拷贝交换和恰当的noexcept声明构建稳健接口。
以上就是C++模板与异常安全结合使用技巧的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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