C++11 帶來的新特性 （3）—— 關鍵字noexcept

1 關鍵字noexcept

從C++11開始，我們能看到很多代碼當中都有關鍵字noexcept。比如下面就是std::initializer_list 的默認構造函數，其中使用了noexcept。

      constexpr initializer_list() noexcept
      : _M_array(0), _M_len(0) { }

該關鍵字告訴編譯器，函數中不會發生異常,這有利於編譯器對程序做更多的優化。
如果在運行時，noexecpt函數向外拋出了異常（如果函數內部捕捉了異常並完成處理，這種情況不算拋出異常），程序會直接終止，調用std::terminate()函數，該函數內部會調用std::abort()終止程序。

2 C++的異常處理

C++中的異常處理是在運行時而不是編譯時檢測的。為了實現運行時檢測，編譯器創建額外的代碼，然而這會妨礙程序優化。
在實踐中，一般兩種異常拋出方式是常用的：

• 一個操作或者函數可能會拋出一個異常;
• 一個操作或者函數不可能拋出任何異常。

后面這一種方式中在以往的C++版本中常用throw()表示，在C++ 11中已經被noexcept代替。

    void swap(Type& x, Type& y) throw()   //C++11之前
    {
        x.swap(y);
    }
    void swap(Type& x, Type& y) noexcept  //C++11
    {
        x.swap(y);
    }

3 有條件的noexcecpt

在第2節中單獨使用noexcept，表示其所限定的swap函數絕對不發生異常。然而，使用方式可以更加靈活，表明在一定條件下不發生異常。

    void swap(Type& x, Type& y) noexcept(noexcept(x.swap(y)))    //C++11
    {
        x.swap(y);
    }

它表示，如果操作x.swap(y)不發生異常，那么函數swap(Type& x, Type& y)一定不發生異常。

一個更好的示例是std::pair中的移動分配函數（move assignment），它表明，如果類型T1和T2的移動分配（move assign）過程中不發生異常，那么該移動構造函數就不會發生異常。

    pair& operator=(pair&& __p)
    noexcept(__and_<is_nothrow_move_assignable<_T1>,
                    is_nothrow_move_assignable<_T2>>::value)
    {
        first = std::forward<first_type>(__p.first);
        second = std::forward<second_type>(__p.second);
        return *this;
    }

4 什么時候該使用noexcept？

使用noexcept表明函數或操作不會發生異常，會給編譯器更大的優化空間。然而，並不是加上noexcept就能提高效率，步子邁大了也容易扯着蛋。
以下情形鼓勵使用noexcept：

• 移動構造函數（move constructor）
• 移動分配函數（move assignment）
• 析構函數（destructor）。這里提一句，在新版本的編譯器中，析構函數是默認加上關鍵字noexcept的。下面代碼可以檢測編譯器是否給析構函數加上關鍵字noexcept。

    struct X
    {
        ~X() { };
    };
    
    int main()
    {
        X x;
    
        // This will not fire even in GCC 4.7.2 if the destructor is
        // explicitly marked as noexcept(true)
        static_assert(noexcept(x.~X()), "Ouch!");
    }

• 葉子函數（Leaf Function）。葉子函數是指在函數內部不分配棧空間，也不調用其它函數，也不存儲非易失性寄存器，也不處理異常。

最后強調一句，在不是以上情況或者沒把握的情況下，不要輕易使用noexception。