异常安全：强烈保证 vs 基本保证

Question

我现在正在学习C++，并涉及到异常安全的话题。我很确定我理解了四个不同级别的异常安全的含义。但是什么情况下强异常保证不适用而基本异常保证适用呢？

- Pierre

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最终，异常保证机制的目的是确保对象处于一致的状态，以便可以安全地销毁对象（基本保证）或者在抛出异常时撤消对象上的所有操作，使对象恢复到先前的状态（强保证）。在必须按步骤更改对象、多个步骤已完成并且随后可能会抛出异常的情况下，强保证是不适用的（因此无法安全地撤消已完成的步骤，或者撤消这些步骤所需的时间/资源太高）。 - Peter

@Peter：基本保证下，异常抛出后销毁不是唯一的可能操作。基本保证最小限度允许调用没有前置条件的任何方法，例如在一个文件上调用 is_open()。 - John Zwinck

Answer 1

强异常保证当然是很好的，如果没有其他考虑因素，它应该被提供。

但是，在某些情况下，提供强异常保证可能太昂贵、太复杂甚至是不可能的。以下是一些例子：

• 排序。如果排序谓词失败了，你真的想要有逻辑和存储来恢复原始顺序吗？大多数使用情况不需要那样做。
• 状态更改被记录在一个不可变的追加日志或日记中。也许你可以写一条记录说“取消这个操作”，但你不能删除已经写入的内容。
• 内存已经重新分配并且数据已经移动。将数据移回其原始位置可能是没有意义的。例如，如果容器被调整大小，现有数据被移动，然后添加新记录失败，将其调整为以前的大小可能是浪费时间的，即使大小没有改变，保持新的更大容量可能是更容易的。

在所有这些情况下，基本异常保证仍然有用，可能更合适。它可能允许程序在有效状态下继续运行，例如通过向用户返回错误消息。

- John Zwinck

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例如，您已经通过网络发送了一些数据，然后出现了异常，类似于“连接已丢失”，基本上在这种情况下，我们可以提供的基本保证就是继续处理已经丢失的数据块。 - Nusrat Nuriyev

Answer 2

例如，它可能是一种合并算法，通常也被排序算法使用。

Scott Meyers谈到了基本保证。

“一些函数向调用者保证，即使抛出异常，程序不变式仍然保持完整（没有数据结构被破坏），也没有资源泄漏。”

因此，在这里不变式术语非常重要，这就是为什么我决定额外加五分钱的原因。

另外，值得一提的是，不变式可以与整个类相关，这个类必须当然是一致的，而不是在每个语句之后，但至少在某些处理和计算数据的关键点上。可以有特殊的方法来检查是否是不变式。

从我的理解来看，强保证就像我们对内存进行快照一样，应该与以前一样，可能很少在用户空间应用程序中使用，并且也不应该有任何副作用。

- Nusrat Nuriyev