Effective Modern C++ 條款 14：noexcept——優化與介面契約的雙重價值

從 C++98 到 C++11：異常規範的簡化

C++98 throw() 異常規範複雜、脆弱、編譯器難以優化。C++11 推出 noexcept：非黑即白——函式要麼可能拋出異常，要麼保證不拋出（noexcept）。

noexcept 的兩大核心價值

1. 介面契約：呼叫端可查詢並依賴

函式是否 noexcept 影響呼叫端的異常安全與效率決策。知道不拋異常卻不標記 noexcept，屬於介面設計缺失。

2. 編譯器優化：生成更高效目標碼

RetType func(params) noexcept; // 最大優化：無需維護堆疊展開資訊、析構順序
RetType func(params) throw();  // C++98 風格：無優化彈性
RetType func(params);          // 可能拋出：無優化

noexcept 允許編譯器省略異常處理機制的設置/銷毀開銷。

移動語意與 noexcept 的關鍵互動

std::vector::push_back 擴容時需將舊元素遷移至新記憶體。C++98 採用複製（強異常安全）；C++11 想用移動（更快），但移動若拋出異常會破壞強異常安全（已移動元素無法回滾）。

策略：移動若 noexcept 則用移動，否則退回複製（"move if you can, but copy if you must"）。標準庫容器（vector、deque 等）通過 noexcept 檢測移動建構/指派是否安全。

swap 与 noexcept 的連鎖效應

標準庫 swap 是否 noexcept 取決於元素 swap 是否 noexcept：

template 
void swap(T (&a)[N], T (&b)[N]) noexcept(noexcept(swap(*a, *b))); // 陣列 swap

template 
struct pair {
    void swap(pair& p) noexcept(noexcept(swap(first, p.first)) && noexcept(swap(second, p.second)));
};

高層資料結構 swap noexcept 要求低層組件 swap noexcept，這激勵我們為自訂類型提供 noexcept swap。

正確性優先：謹慎承諾

• noexcept 是介面承諾，違反導致 std::terminate。僅在確信長期不拋出異常時標記。
• 大多數函式為 exception-neutral（不主動拋出，但透傳下層異常），不適用 noexcept。
• 移動建構/指派、swap、記憶體釋放函式、解構函式——天然適合 noexcept，收益顯著。

預設 noexcept 與合約區分

• 解構函式、operator delete 預設隱式 noexcept（除非成員明確 noexcept(false)）。
• Wide contract（無前置條件）函式適合標記 noexcept；Narrow contract（有前置條件，違反即 UB）標記需謹慎——若內部檢查前置條件並拋出異常，將與 noexcept 衝突。

編譯器不強制檢查一致性

void setup(); // 文檔說不拋出，但未標記 noexcept
void cleanup();
void doWork() noexcept { setup(); ... cleanup(); } // 合法，編譯器不警告

合法場景存在（如 C 庫函式、未遷移的 C++98 代碼），故編譯器不強制驗證。

總結

1. noexcept 是介面一部分，呼叫端可能依賴。
2. noexcept 函式優化優於非 noexcept。
3. 移動操作、swap、釋放函式、解構函式受益最大。
4. 多數函式為 exception-neutral，非 noexcept。