C++异常处理

——简介

在C语言中，如果程序的运行出现异常、错误，我们想提供方案处理这些异常时，我们面临许多问题，如：
（1）C语言没有提供统一（标准）的方式来处理错误；
（2）无法保证错误会被正确的处理；
（3）错误的传播无法控制，特别是在函数的嵌套调用时；
… …
当程序在运行时发生错误，使得程序的继续运行变得毫无意义时，C++中的异常机制给我们提供了一个解决方法。

——异常处理noexcept和throw

~C++03 异常处理（throw）

C++98中，在函数声明时，我们使用throw指定一个函数可以抛出异常的类型。例如：

class Ex {
public:
  double getVal();
  void display() throw();
  void setVal(int i) throw (char*, double);
 private:
   int m_val;
};

上述函数的声明指定了该函数可以抛出异常的类型：

getVal( ) 可以抛出任何异常(默认)；
display( ) 不可以抛出任何异常；
setVal( ) 只可以抛出char* 和 double类型异常。

从功能上来说，C++98中的异常处理机制完全能满足我们的需要，正确的处理异常。
然而，编译器为了遵守C++语言标准，在编译时，只检查部分函数的异常规格（exception specification）。
注：
exception specification: 函数名字后面的throw表达式，或者noexcept。

// declaration
extern void funAny(void);             //May throw ANY exception.
void check(void) throw (std::out_of_range);     // May throw only std::out_of_range.

// implementation
void check(void) throw(std::out_of_range) {
   funAny();                                 // Compiler does not check if
   ...                                 // funAny(),&nbs***bsp;one of its 
}                                   // subordinates, only throws std::out_of_range!

程序在运行时，如果funAny()抛出一个异常，
但是它的类型不是std::out_of_range，异常处理机制将调用std::unexpected()（该函数自己也可能抛出异常），

这个函数默认情况下会调用std::teminate().

~C++11异常处理（noexcept）

编译器在编译时能过做的检测非常有限，因此在C++11中异常声明被简化为以下两种情况：
（1）函数可以抛出任何异常(和之前的默认情况相同)；
（2）函数不可以抛出任何异常

在C++11中，声明一个函数不可以抛出任何异常使用关键字noexcept.

void mightThrow(); // could throw any exceptions.
void doesNotThrow() noexcept; // does not throw any exceptions.

下面两个函数声明的异常规格在语义上是相同的，都表示函数不抛出任何异常。

void old_stytle() throw();
void new_style() noexcept;

它们的区别在于 程序运行时的行为和编译器优化的结果。

使用throw()，如果函数抛出异常，异常处理机制会进行栈回退，寻找(一个或多个）catch语句。
此时，检测catch可以捕捉的类型，如果没有匹配的类型，std::unexpected()会被调用。
但是std::unexpected()本身也可能抛出异常。
如果std::unexpected()抛出的异常对于当前的异常规格是有效的，
异常传递和栈回退会像以前那样继续进行。
这意味着，如果使用throw，编译器几乎没有机会做优化。

事实上，编译器甚至会让代码变得更臃肿、庞大：
（1）栈必须被保存在回退表中；
（2）所有对象的析构函数必须被正确的调用（按照对象构建相反的顺序析构对象）；
（3）编译器可能引入新的传播栅栏（propagation barriers）、引入新的异常表入口，使得异常处理的代码变得更庞大；
（4）内联函数的异常规格（exception specification）可能无效的。

当使用noexcept时，std::teminate()函数会被立即调用，而不是调用std::unexpected();
因此，在异常处理的过程中，编译器不会回退栈，这为编译器的优化提供了更大的空间。

简而言之，如果你知道你的函数绝对不会抛出任何异常，应该使用noexcept, 而不是throw().