Question

我正在实现一个像std :: vector这样的简单向量，我编写了一些函数，而不用担心它给出了什么样的异常安全保证。我对c ++的例外有一点了解，但我没有经历过编写异常安全代码。这是我的代码：

template <typename T>
class vector {
public:
   vector(int _DEFAULT_VECTOR_SIZE = 10) :
       size(0), array_(new T[_DEFAULT_VECTOR_SIZE]), capacity(_DEFAULT_VECTOR_SIZE)  {}
  void push_back(T& elem)
  {
    if (size == capacity)
    resize(2 * size);
    array_[size] = elem;
    size++;
  }

  void pop_back()
  {
     --size;
  }

  void resize(int size_)
  {
     if (size_ > capacity)
    {
      T* temp = new T[size_];
      memcpy(temp,array_,size*sizeof(T));
      swap(temp, array_);
      delete[] array_; 
      capacity = size_;
     }
  }

  private:
    T* array_; 
    int size;
    int capacity;
 };

所以我的问题是：我如何修改我的代码（函数），至少提供基本保证，或者为基本或强保证编写异常安全代码的一些技巧？感谢

Answer 1

异常安全有两种主要形式：

如果发生异常，您的程序将以合理的状态结束。哪一个未指定。
如果发生异常，您的程序将以原始状态结束。

您面临的主要挑战是处理赋值和复制构造函数。正如评论已经注意到的那样，您不应该使用memcpy，因为它无法调用复制构造函数。例如，复制std::string也应该复制字符缓冲区，字符串向量是一个非常正常的类型，你应该支持它。

那么，让我们看看你的vector的拷贝构造函数。它需要复制源向量的每个元素。每个单独的副本都可以抛出。如果其中一个字符串太长而副本抛出std::bad_alloc怎么办？

现在，异常安全意味着您将程序保持在一个理智的状态，因此没有内存泄漏。您的矢量副本ctor失败，因此dtor将无法运行。谁清理了T* array呢？这必须在您的副本中完成。

当复制失败时，将不会有新的向量，因此您可以免费获得第二种类型的异常安全性。（“强烈的异常安全”）。但是让我们看看下面的赋值运算符v2 = v1。你会覆盖一个旧的矢量。如果您先执行.resize(0)然后复制所有元素，则可能会在副本中途遇到异常。您的原始矢量内容已消失，新内容不完整。尽管如此，你还没有泄露任何记忆，也没有复制半个元素。

为了使分配安全，有一个简单的技巧：首先将源向量复制到临时向量。如果失败，没问题（见上文）。我们还没有碰到目的地。但是如果赋值成功，我们会交换临时和目标向量的array*指针size和capacity。交换指针和交换int是安全的（不能抛出）。最后，我们让临时向量超出范围，这会破坏不再需要的旧向量元素。

因此，通过对临时对象进行所有危险操作，我们确保任何异常都不会触及原始状态。

您需要检查所有方法以查看是否可能出现这些问题，但模式通常类似。如果元素副本或元素赋值抛出，请不要泄漏array，请将该异常传播给调用者。

像std :: vector这样的矢量类的简单实现

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