c++的noexcept关键字是做什么的 异常说明与性能优化【详解】

noexcept是C++11引入的异常说明符，声明函数绝不抛出异常，是编译期契约而非运行时检查；它影响移动语义选择、容器性能、编译器优化（如省略栈展开信息），使用时须确保语义正确且不可随意添加。

noexcept 是 C++11 引入的关键字，用于声明一个函数**不会抛出任何异常**。它既是异常说明（exception specification），也是一种编译器可识别的契约——告诉编译器“这个函数绝对不 throw”，从而支持更激进的优化，并影响类型系统（如 move 操作是否被启用）。

noexcept 的核心作用：明确异常行为边界

它不是运行时检查机制，而是一个编译期承诺。一旦标记为 noexcept，函数体内若出现未捕获的异常（比如调用可能抛异常的函数又没处理），程序会直接调用 std::terminate() 终止，而不是栈展开（stack unwinding）。

• 显式写法：void func() noexcept; 或 void func() noexcept(true);
• 隐式等价：void func() noexcept; 等同于 noexcept(true)
• 允许异常：void func() noexcept(false);
• 条件 noexcept：void func() noexcept(noexcept(other_func())); —— 表示“当 other_func 不抛异常时，本函数也不抛”

noexcept 如何影响移动操作与容器性能

标准库（尤其是容器如 std::vector、std::deque）在执行扩容、重排等操作时，会优先选择 noexcept 的移动构造/赋值函数，因为它们安全、无副作用、无需回滚。

• 如果移动构造函数是 noexcept，std::vector::push_back 在扩容时会直接移动元素；否则退化为复制（更慢、更耗内存）
• 自定义类中，若移动语义只涉及指针交换、内置类型赋值等无异常操作，务必加 noexcept
• 反例：std::string 移动构造在大多数实现中是 noexcept，所以 vector 扩容快；而某些带分配器或异常路径的自定义容器若漏标，就可能意外触发复制

noexcept 对编译器优化的实际帮助

编译器看到 noexcept 后，可省略部分异常处理基础设施：

• 不生成栈展开信息（.eh_frame / .gcc_except_table），减小二进制体积
• 避免插入异常安全的保护代码（如 guard 变量、局部对象析构注册），提升调用速度
• 在内联和常量传播中更激进——例如，noexcept 函数调用可被完全常量化，或参与更深度的死代码消除
• 注意：效果因编译器和优化等级而异（GCC/Clang -O2 及以上更明显；MSVC 也支持，但细节略有不同）

使用建议与常见误区

不要为了“看起来快”盲目加 noexcept，必须确保语义正确：

• 所有被调用的函数都必须是 noexcept，或你自己捕获并处理了所有可能异常（再 throw 就违反契约）
• 析构函数默认是 noexcept(true)（C++11 起），显式写 ~T() noexcept 更清晰；若析构中可能抛异常，必须写 noexcept(false)，但强烈不推荐
• 运算符重载（如 operator+）、工厂函数、工具函数，只要逻辑确定不抛，就应标记 noexcept
• 慎用 noexcept 作为接口设计的“装饰”——它属于契约的一部分，破坏它等于破坏 ABI 兼容性（尤其在动态库中）