c++异常安全和copy and swap策略

Posted 2020-06-14

异常安全有两个目标：

不泄露任何资源。这个通过RAII可以做到。

不破坏数据结构。这是下文要讨论的事情

异常安全有三个级别：

基本安全：异常发生后对象和数据结构还有合法状态。实现简单，应该作为最低要求。

很安全：抛出异常后程序状态不变。即要有“原子性”，若成功则完全成功，失败则保持原状。本文的copy and swap策略即是达到这一目的的手段。

不抛出异常：总能实现功能，内置类型可以做到这一点。

所谓copy and swap策略就是先对需要修改的对象做出一份副本，这个副本的构造使用RAII以确保不会资源泄露，在副本上完成所需的修改，如果修改过程中出现异常，原对象仍保持不变。修改完成后，再通过non-throwing swap将副本与原对象交换。　　

class String
{
    char * str; 
public:
    String & operator=(const String & s)
    {
        String temp(s); // RAII
        temp.swap(*this); // Non-throwing swap
        
        return *this;
    }
    void swap(String & s) throw() // Non-throwing swap的实现
    {
        std::swap(this->str, s.str);
    }
};

 

当然，既然要copy总是有开销的，因此“很安全”的情况有些情况下是无法做到的。