C++语法特性cheat paper

1. explicit关键字

C++中的explicit关键字只能用于修饰只有一个参数的类构造函数, 它的作用是表明该构造函数是显示的, 而非隐式的, 跟它相对应的另一个关键字是implicit, 意思是隐藏的,类构造函数默认情况下即声明为implicit(隐式)。

注:C++中不存在implicit关键字,C#等编程语言中才有,此处仅仅是为了说明。

上面也已经说过了, explicit关键字只对有一个参数的类构造函数有效, 如果类构造函数参数大于或等于两个时, 是不会产生隐式转换的, 所以explicit关键字也就无效了。

2. =delete

C++11中,对于deleted函数,编译器会对其禁用,从而避免某些非法的函数调用或者类型转换,从而提高代码的安全性。

对于 C++ 的类,如果程序员没有为其定义特殊成员函数,那么在需要用到某个特殊成员函数的时候,编译器会隐式的自动生成一个默认的特殊成员函数,比如默认的构造函数、析构函数、拷贝构造函数以及拷贝赋值运算符。

为了能够让程序员显式的禁用某个函数,C++11标准引入了一个新特性:deleted函数。程序员只需在函数声明后加上”=delete;”,就可将该函数禁用。

deleted函数特性还可用于禁用类的某些转换构造函数,从而避免不期望的类型转换。

deleted函数特性还可以用来禁用某些用户自定义的类的new操作符,从而避免在自由存储区创建类的对象。

必须在函数第一次声明的时候将其声明为deleted函数,否则编译器会报错。即对于类的成员函数而言,deleted函数必须在类体里(inline)定义,而不能在类体外(out-of-line)定义。

虽然defaulted函数特性规定了只有类的特殊成员函数才能被声明为defaulted函数,但是deleted函数特性并没有此限制。非类的成员函数,即普通函数也可以被声明为deleted函数。

3. noexcept与throw

C++98 异常处理(throw)

C++98中,在函数声明时,我们使用throw指定一个函数可以抛出异常的类型。例如:

class Ex {
public:
  double getVal();
  void display() throw();
  void setVal(int i) throw (char*, double);
 private:
   int m_val;
};

上述函数的声明指定了该函数可以抛出异常的类型:
getVal() 可以抛出任何异常(默认);
display() 不可以抛出任何异常;
setVal() 只可以抛出char* 和 double类型异常。

从功能上来说,C++98中的异常处理机制完全能满足我们的需要,正确的处理异常。
然而,编译器为了遵守C++语言标准,在编译时,只检查部分函数的异常规格(exception specification)。
exception specification: 函数名字后面的throw表达式,或者noexcept。

// declaration
extern void funAny(void);                   //May throw ANY exception.
void check(void) throw (std::out_of_range); // May throw only std::out_of_range.

// implementation
void check(void) throw(std::out_of_range) {
    funAny();   // Compiler does not check if
    ...         // funAny(), or one of its 
}               // subordinates, only throws std::out_of_range!

程序在运行时,如果funAny()抛出一个异常,
但是它的类型不是std::out_of_range, 异常处理机制将调用std::unexpected()(该函数自己也可能抛出异常),
这个函数默认情况下会调用std::teminate()。

C++11异常处理(noexcept)

编译器在编译时能过做的检测非常有限,因此在C++11中异常声明被简化为以下两种情况:
(1)函数可以抛出任何异常(和之前的默认情况相同);
(2)函数不可以抛出任何异常。

在C++11中,声明一个函数不可以抛出任何异常使用关键字noexcept。

void mightThrow(); // could throw any exceptions.
void doesNotThrow() noexcept; // does not throw any exceptions.

下面两个函数声明的异常规格在语义上是相同的,都表示函数不抛出任何异常。

void old_stytle() throw();
void new_style() noexcept;

它们的区别在于程序运行时的行为和编译器优化的结果。
使用throw(), 如果函数抛出异常,异常处理机制会进行栈回退,寻找(一个或多个)catch语句。
此时,检测catch可以捕捉的类型,如果没有匹配的类型,std::unexpected()会被调用。
但是std::unexpected()本身也可能抛出异常。
如果std::unexpected()抛出的异常对于当前的异常规格是有效的,
异常传递和栈回退会像以前那样继续进行。
这意味着,如果使用throw, 编译器几乎没有机会做优化。
事实上,编译器甚至会让代码变得更臃肿、庞大:
(1)栈必须被保存在回退表中;
(2)所有对象的析构函数必须被正确的调用(按照对象构建相反的顺序析构对象);
(3)编译器可能引入新的传播栅栏(propagation barriers)、引入新的异常表入口,使得异常处理的代码变得更庞大;
(4)内联函数的异常规格(exception specification)可能无效的。

当使用noexcept时,std::teminate()函数会被立即调用,而不是调用std::unexpected();
因此,在异常处理的过程中,编译器不会回退栈,这为编译器的优化提供了更大的空间。

简而言之,如果你知道你的函数绝对不会抛出任何异常,应该使用noexcept, 而不是throw().

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