为什么立即函数默认情况下不是noexcept的，而它们允许设置为noexcept(false)？

Question

从 C++20 开始，我们可以使用 consteval 说明符来定义即时函数。当一个函数声明为 consteval 时，每次调用该函数都必须产生编译时常量，否则程序就是非法的。此外，自从 C++20 开始，常量求值上下文中允许使用 try-catch 块，但仍然禁止抛出异常。由于这个原因，我最初认为 consteval 暗示 inline，它也暗示 noexcept，因为抛出任何异常都是被禁止的。正如你现在所想象的那样，这是不正确的：除非你指定了 noexcept，否则一个即时函数就是一个可能抛出异常的函数，具有这种特性所带来的所有负面影响。我是否有不知道的原因呢？

- user7769147

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比如哪些负面影响？ - Nicol Bolas

@JesperJuhl: 你不能“法律挑剔”一个“为什么”的问题，因为规格说明书并没有说明任何特定功能的“为什么”。你不能要求规格说明书引用规范定义的内容。 - Nicol Bolas

我认为与常规函数的连贯性很重要，正如你所说的“仍然不允许抛出异常”，因此可以更直观地进行更改。 - Jarod42

为什么consteval函数应该是noexcept的？即使打破正交性，您将获得哪些好处？ - Barry

@user7769147 这是正确的，但它并没有回答这个问题。 - Barry

Answer 1

一些算法根据noexcept规范执行不同的操作（参见std::vector::resize()）。此外，编译器可能会删除非抛出函数的异常处理代码。

立即函数在编译时调用。虽然C++20现在确实有编译时容器，但它们的性能与运行时代码有点无关紧要。而且他们可以很容易地使用不同的内部实现基于if(is_constant_evaluated)，这将有益于不仅仅是noexcept查询。

但即使如此，constexpr编码的一个目标是使编译时代码像运行时代码一样。因此，如果您有一个应该只存在于编译时并具有consteval移动构造函数的类，则用户应该完全像运行时类一样思考它。因此，如果他们会在运行时类中使移动构造函数noexcept，则在编译时类中也应该是如此。

而且这是非常重要的，因为它保留了将来版本的语言中编译时代码能够抛出异常的能力。这尤其可能发生，如果P0709：静态异常进入标准。

此外，立即函数仅存在于编译时，这是一个没有异常处理的上下文。因此，编译器为构建constexpr函数的代码所做的任何操作都不涉及异常处理机制。因此，出于代码生成目的，将它们隐式地标记为noexcept是没有意义的。

最后，consteval最终只是从constexpr函数声明中进行了微小的更改。即使隐式inline也来自于consteval表示constexpr，而不是consteval本身。向consteval添加新的语义将是一个重大的变化。

- Nicol Bolas

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它保留了编译时代码在将来能够抛出异常的能力，这些异常会导致编译时错误，无论如何它们都不会传播到函数外部。 "立即函数只存在于编译时，这是一个没有异常处理的上下文" 考虑 consteval int foo() {return 42; } void bar(int = foo()) noexcept; 在这种情况下，bar() 不是 noexcept! - user7769147

"那些异常会导致编译时错误，无论如何它们都不会传播出函数。" 我在谈论一个将来的语言变更，在该变更中，他们将取消编译时异常抛出的禁止。 - Nicol Bolas

@user7769147: "在这种情况下，bar() 不是 noexcept!" 是的，它是。noexcept 不会验证其中的代码是否可能导致异常被发出。它只是一个声明，该函数不会发出异常，如果尝试这样做，将调用 std::terminate。 - Nicol Bolas

“我在谈论一种未来的语言变化，他们将取消编译时异常抛出的禁令”，这根本没有任何意义， 在编译时上下文中抛出异常应该像使用 static_assert 一样，编译应该停止而不是在运行时处理异常。“在这种情况下，bar() 不是 noexcept！”“是的，你说得对，我的错。” - user7769147

@user7769147：并不是每个异常都意味着世界崩溃了，应用程序必须终止。异常可以是可恢复的状态，异常传播允许将该信息传递到其目的地，而无需有很多中间代码检查每个函数的返回值。 - Nicol Bolas