C++的noexcept关键字和异常规范_C++异常声明与性能优化解析-C++-PHP中文网

C++的noexcept关键字和异常规范_C++异常声明与性能优化解析

冰火之心

发布： 2025-10-26 19:54:02

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noexcept关键字用于声明函数不抛出异常，若违反则调用std::terminate；它支持条件形式，常用于移动构造函数、析构函数等以提升性能和异常安全，尤其在STL容器中影响移动与复制的选择，应仅在确信无异常时使用。

c++的noexcept关键字和异常规范_c++异常声明与性能优化解析

在C++中，noexcept关键字用于指定某个函数不会抛出异常。这一机制不仅影响程序的异常安全行为，还可能对性能优化产生实际作用。理解noexcept的语义、使用场景及其与编译器优化之间的关系，有助于写出更高效且更可靠的代码。

noexcept出现在函数声明或定义的末尾，表示该函数承诺不抛出任何异常：

void my_function() noexcept; // 承诺不抛出异常
void dangerous_function(); // 可能抛出异常

如果一个被声明为noexcept的函数在运行时抛出了异常，程序会直接调用std::terminate()终止执行，而不是进入正常的异常处理流程。因此，只有在确定函数绝对不抛异常时才应使用noexcept。

noexcept也可以带条件表达式：

template<typename T>
void swap(T& a, T& b) noexcept(noexcept(a.swap(b)));

这里的外层noexcept是说明符，内层noexcept是操作符，用于判断a.swap(b)是否可能抛出异常。这种写法常用于泛型代码中，根据类型特性决定是否标记为noexcept。

C++早期支持动态异常规范，例如：

void func() throw(std::runtime_error); // C++11前语法，已弃用

这种语法要求函数只能抛出列出的异常类型，否则调用unexpected()。但由于运行时检查开销大、难以维护，C++11将其标记为弃用，并引入了更简洁高效的noexcept替代。

如今唯一的标准异常规范就是noexcept，它属于静态声明，编译器可在编译期做出优化决策，无需运行时额外开销。

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编译器在生成代码时，若知道函数不会抛出异常，可以省略相关的栈展开信息（如 unwind tables）和异常处理帧（exception handling frame），从而减小二进制体积并提升执行效率。

典型受益场景包括：

移动构造函数与移动赋值：STL容器在重新分配内存时，优先使用noexcept的移动操作以保证强异常安全。若移动操作未标记noexcept，某些容器（如std::vector）可能改用复制而非移动，以防移动过程中抛异常导致数据丢失。
标准库算法优化：一些算法内部会查询操作是否noexcept，从而选择更高效的路径。
内联优化机会增加：没有异常处理负担的函数更容易被内联展开。

例如：

class MyClass {
public:
MyClass(MyClass&& other) noexcept { /* ... */ } // 推荐标记为noexcept
};

若未标记noexcept，std::vector<MyClass>在扩容时可能无法安全地移动元素，转而进行代价更高的拷贝操作。