《More Effective C++：35个改善编程与设计的有效方法》
读书笔记：明智运用 exception specifications
在C++中，异常规范（exception specifications） 是函数声明的一部分，用于明确函数可能抛出的异常类型（如 void f() throw(int) 表示仅抛int类型异常）。它的设计初衷是提升代码可读性（明确异常契约），并辅助编译器检测异常行为的一致性。然而，实际使用中，异常规范却像一把“双刃剑”——看似美好，实则暗藏诸多陷阱。本文结合《Effective C++》条款14的思路，剖析异常规范的利弊与实践要点。
一、异常规范的“美好初衷”
异常规范的核心价值体现在两点：
- 文档化辅助：明确函数的异常行为，让调用者清晰知道“可能面临哪些异常”，比注释更具约束力。
- 编译期检测：编译器会局部检查函数抛出的异常是否符合规范。若函数抛出未声明的异常，运行时会触发
unexpected()函数（默认调用terminate()，最终导致程序终止）。
二、异常规范的“隐藏陷阱”
1. 编译器检查的局限性
编译器仅做局部检查，无法保证“调用链”的一致性。例如：
void f1(); // 无异常规范，可抛任意异常
void f2() throw(int) {
f1(); // 合法！但f1若抛非int异常，会违反f2的规范
}
即使f2声明只抛int，但调用无规范的f1时，编译器不会报错。运行时若f1抛其他异常，unexpected() 会被触发，程序可能直接终止。
2. 模板与异常规范的冲突
模板的类型参数无法预测，若为模板加异常规范，极易“翻车”。例如：
template <class T>
bool operator==(const T& lhs, const T& rhs) throw() { // 承诺不抛异常
return &lhs == &rhs;
}
看似安全，但如果T的operator&被重载并抛出异常（如内存分配失败），则operator==的异常规范会被违反。由于模板实例化的不确定性，永远不要给模板加意味深长的异常规范。
3. 回调函数的风险
当函数允许用户注册回调（如事件处理）时，若自身有异常规范，而回调无规范，调用时可能违反约束。例如：
using Callback = void (*)(int, int, void*); // 无异常规范
class Event {
public:
void registerCallback(Callback cb) { cb_ = cb; }
void trigger() const throw() { // 承诺不抛异常
cb_(0, 0, nullptr); // 若cb抛异常，违反规范！
}
private:
Callback cb_;
};
解决方法：要么约束回调的异常规范（如 using Callback = void (*)(int, int, void*) throw();），要么让trigger本身不加异常规范。
三、应对异常规范的“补救措施”
若必须使用异常规范，可通过以下方式降低风险：
1. 替换unexpected()函数
默认情况下，unexpected() 会调用 terminate() 终止程序。我们可以自定义unexpected()，将非预期异常转换为已知类型（如 bad_exception 或自定义类型），让异常继续传播：
class UnexpectedException {};
void convertUnexpected() {
throw UnexpectedException(); // 替换非预期异常
}
int main() {
set_unexpected(convertUnexpected); // 注册自定义处理函数
// ...
}
若异常规范包含 UnexpectedException 或 bad_exception，转换后的异常会继续传播；否则仍会触发terminate()。
2. 谨慎设计异常规范的适用场景
- 对稳定的底层函数（如工具库），异常行为明确时，可加规范（如
throw(int)）。 - 对模板、回调接口，避免加严格的异常规范，防止因类型/函数的不确定性违反约束。
四、总结：理性看待异常规范
异常规范是一把双刃剑：
- 优点：文档化清晰，辅助编译器检测局部异常行为。
- 缺点：编译器检查不彻底，模板和回调场景易踩坑，违反后默认行为（程序终止）过于暴力。
在实践中，需结合场景权衡：若能严格控制调用链（如封闭的模块），异常规范可提升代码严谨性；若涉及复杂依赖（如模板、第三方回调），则需谨慎使用，甚至放弃，避免“意外终止”的风险。
总之，异常规范的价值在于明确契约，但实现契约的代价需要提前评估。只有充分理解其陷阱与应对方法，才能真正“明智运用”。