C++迭代程序异常安全

C++ Iterator Exception Safety

本文关键字：安全 异常 程序 迭代 C++      更新时间：2023-10-16

我在异常安全和STL容器/迭代器方面遇到问题。

出于某种原因，我假设简单容器的迭代器

std::vector<POD Type>

在对它（或deref.it）执行算术运算时，只要你保持在区间[begin（），end（））内，就不会抛出异常。我试图在标准中查找它（使用N3337），但我发现没有给出这样的nothrow保证（但可能我错过了什么！）。另请参阅：可能STL迭代器方法抛出异常

到目前为止，我写了一些通常会被破坏的代码，考虑到即使对于具有合理元素类型的简单容器，也没有所谓的nothrow保证。

例如，以下内容可能仍然引发异常（其中c是std:：vector实例）：

for(... i = c.begin(); i != c.end(); ++i) { /* do something here - guaranteed to not throw. */ }

但这会在不同的STD库中引发异常安全和程序稳定性问题，因为据我所知，您必须了解迭代器操作的实现。

例如，以Boost.Graph的邻接列表的clear（）函数为例（Boost中还有更多这样的例子），并假设容器m_顶点是一个类似std:：vector的std序列容器。

inline void clear() {
for (typename StoredVertexList::iterator i = m_vertices.begin(); // begin() and copy assignement does not throw (according to the STD)
    i != m_vertices.end(); ++i) // ++i and operator != () might throw
        delete (stored_vertex*)*i; // *i might throw
    m_vertices.clear(); // will not throw (nothrow per Definition of the STD)
    m_edges.clear(); // same
}

应该保证此函数不会抛出，因为它是在相邻列表的析构函数<…>中调用的假设没有clear（）函数抛出是合理的，尽管我在Boost.Graph.的文档中没有发现任何异常安全保证

我希望你能对这个特殊的安全问题有所了解，并向我展示我在这里缺少的东西。特别是对于什么样的迭代器，算术运算和去引用实际上不是抛出的，以及在哪里定义了这样的保证。

谢谢！

来自C++STD纸张N3337

23.2.1:10）

除非另有规定（见23.2.4.1、23.2.5.1、23.3.3.4和23.3.6.5），否则本规范中定义的所有集装箱类型条款满足以下附加要求：

--如果insert（）或template（）函数在插入单个元素时引发异常，则函数没有任何效果。

--如果pushback（）或pushfront（）函数抛出异常，则该函数没有任何效果。

--没有erase（）、clear（）、pop_back（）或pop_front（）函数抛出异常。

--返回迭代器的复制构造函数或赋值运算符都不会引发异常。

--没有swap（）函数抛出异常。

--没有swap（）函数使引用正在交换的容器。

[注意：end（）迭代器没有引用任何元素，因此它可能是无效--结束注释]

只有宽合约（即不可能失败的操作）才没有抛出保证。所有迭代器操作都有狭窄的约定（即，它们有一些前提条件），因此，当不满足前提条件时，可能会以任意方式失败。因此，它们没有任何异常保证，因为未定义的行为前提条件不满足可能会导致给定的实现抛出异常。假设先决条件得到满足，并且行为不包括抛出任何异常，则各个迭代器操作的行为都得到了很好的定义：迭代器运算的行为在需求表中定义。

也就是说，总的来说，你应该期望所有的操作都有可能首先抛出。为了从异常中进行正确的恢复：然而，有时有必要知道特定的函数不会抛出，否则恢复可能会失败，某些相当基本的操作（如交换两个内置类型的对象）被定义为不抛出。

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