面试题：C++错误管理与异常安全保证

C++中异常安全的三种保证级别

基本保证（Basic Guarantee）：
- 解释：当异常抛出时，程序的状态仍然保持有效，没有资源泄漏，所有对象都处于一个合理的可析构状态。但是，操作可能部分完成，对象的状态可能已改变，但仍然是有效的。例如，一个容器类在插入元素时抛出异常，容器仍然可用，只是插入操作未完全成功。
强保证（Strong Guarantee）：
- 解释：如果一个操作抛出异常，程序状态不会改变，就像该操作从未发生过一样。所有对象都保持操作前的状态，没有资源泄漏。对于复杂的操作，如涉及多个步骤的事务性操作，要么全部成功，要么全部回滚。
不抛出保证（No - Throw Guarantee）：
- 解释：函数承诺永远不会抛出异常。这通常适用于一些关键的底层操作，如内存释放、析构函数等，这些操作必须保证在任何情况下都能顺利完成，否则可能导致严重的程序错误。

确保类满足强异常安全保证的示例

#include <memory>
#include <vector>
#include <iostream>

class MyComplexClass {
private:
    std::unique_ptr<int[]> data;
    int size;
public:
    MyComplexClass(int n) : size(n) {
        data = std::make_unique<int[]>(n);
        // 初始化数据，这里简单设为0
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            data[i] = 0;
        }
    }

    // 赋值运算符重载，实现强异常安全保证
    MyComplexClass& operator=(const MyComplexClass& other) {
        if (this == &other) {
            return *this;
        }
        // 使用临时对象来存储新数据，这样如果构造临时对象抛出异常，原对象不受影响
        std::unique_ptr<int[]> tempData = std::make_unique<int[]>(other.size);
        for (int i = 0; i < other.size; ++i) {
            tempData[i] = other.data[i];
        }
        // 构造成功后，交换数据
        data.swap(tempData);
        size = other.size;
        return *this;
    }

    // 析构函数，保证不抛出异常
    ~MyComplexClass() noexcept {
        // 自动释放unique_ptr管理的内存
    }
};

解释：

构造函数：使用std::make_unique<int[]>(n)分配内存，若分配失败会抛出std::bad_alloc异常。但如果分配成功，后续初始化数据的循环不会抛出异常（这里简单初始化，实际情况可能不同），所以整体构造函数满足强异常安全保证，若构造失败，对象不会处于无效状态。
赋值运算符重载：
- 首先检查自赋值，避免不必要操作。
- 使用临时std::unique_ptr<int[]>来存储新数据，这样在构造临时对象过程中若抛出异常（如内存分配失败），原对象data和size不受影响，满足强异常安全保证。
- 构造临时对象成功后，通过swap操作交换数据，swap通常是异常安全的（std::unique_ptr的swap是不抛出异常的）。
析构函数：声明为noexcept，保证在析构时不会抛出异常，避免异常从析构函数中抛出导致程序终止。std::unique_ptr会自动释放其管理的内存，不会有资源泄漏问题。

星途面试题库

面试题：C++错误管理与异常安全保证

知识考点

面试题答案

C++中异常安全的三种保证级别

确保类满足强异常安全保证的示例