C++中的异常安全等级有哪些？(无异常、强异常及基本异常保证)

发布日期： 2026-01-15 阅读量： 作者： 裘德小鎮的故事

异常安全等级分为无异常保证、强异常保证和基本异常保证：前者声明noexcept且绝不抛异常；后者确保操作全成功或回滚到原状态；中间者仅保证对象有效可析构、不泄漏资源。

什么是异常安全等级

异常安全等级不是 C++ 标准强制要求的契约，而是对函数在抛出异常时状态行为的分类描述。它回答的是：当某个操作中途因异常中断，对象还能否继续使用、数据是否一致、资源是否泄漏。

无异常保证（noexcept guarantee）

函数声明为 noexcept，且**实际绝不会抛出异常**（包括不调用可能抛异常的函数、不分配堆内存、不访问可能 throw 的容器方法）。违反该承诺会导致程序调用 std::terminate()。

std::vector::size()、std::shared_ptr::get() 是典型无异常函数
手动实现时，避免在 noexcept 函数里调用未标记 noexcept 的第三方函数
编译器不校验逻辑是否真“无异常”，只信你写的 noexcept —— 写错就 crash

void swap(MyType& other) noexcept {
    // 必须确保 std::swap(a, b) 对 a、b 的成员也满足 noexcept
    std::swap(data_, other.data_);
    std::swap(size_, other.size_);
}

强异常保证（strong exception guarantee）

函数要么完全成功，要么**回滚到调用前的原始状态**（就像什么都没发生过）。这是最理想的异常安全级别，但代价常是额外拷贝或事务式设计。

常见于 std::vector::push_back()（当元素类型移动构造不抛异常时）
实现方式通常为“copy-modify-swap”：先复制原对象，修改副本，再原子交换
注意：若移动构造/赋值本身不满足 noexcept，push_back 可能退化为基本保证

void set_name(const std::string& s) {
    std::string tmp{s};           // 可能抛 bad_alloc，但不影响 *this
    name_.swap(tmp);             // swap 是 noexcept，原子完成
}

基本异常保证（basic exception guarantee）

异常发生后，对象仍处于**有效且可析构的状态**，不泄漏资源，不变量未被破坏，但具体值可能已改变（如部分插入完成、指针已重置但长度未更新）。

绝大多数标准库容器操作（如 std::vector::insert() 在元素类型仅提供基本保证时）都只承诺这个级别
关键点是：你仍能安全调用其析构函数、clear() 或重新赋值，但不能假设“没变”或“全回滚”
容易踩坑的是：误把基本保证当强保证，在异常后直接读取某字段认为它“未被修改”

真正难的不是记住三个名字，而是判断你调用的每个函数到底承诺哪一级 —— 尤其当它依赖模板参数类型（比如 T 的移动构造是否 noexcept）时，保证级别会动态变化。查文档不够，还得看实际实例化后的行为。

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