异常安全性

✅ 一、什么是异常安全？

异常安全是指：程序在发生异常时，能否保持正确的行为，尤其是在资源管理过程中：
不泄露资源（比如内存、文件句柄）
不破坏对象的状态
要么操作成功，要么对象状态不变（强异常安全）

“程序在发生异常时，保证对象状态合法、资源不泄漏、逻辑不乱套” —— 这就是异常安全。

✅ 二、C++ 中的异常安全级别（标准分法）
C++ 有三种常见的异常安全级别：

级别 名称 保证内容 示例
✅ 1 基本保证 不泄漏资源，对象保持合法状态 push_back() 失败，但 vector 不崩溃
✅ 2 强保证 要么操作成功，要么对象状态完全不变 类似事务操作
✅ 3 无异常保证（nothrow guarantee） 永远不会抛异常 swap()、析构函数通常应做到

三、怎么保证异常安全

✅ 方式 1：操作成功前不要修改原始数据

void transfer(Account& from, Account& to, int amount) {
    Account backupFrom = from;
    Account backupTo = to;

    backupFrom.withdraw(amount);
    backupTo.deposit(amount);

    from = backupFrom;
    to = backupTo;
}

✅ 方式 2：用智能指针管理资源，自动释放

template<typename T>
class MyVector {
    T* data;
    size_t sz;
    size_t cap;

public:
    void push_back(const T& value) {
        if (sz == cap) {
            // 扩容时可能抛异常
            size_t new_cap = cap * 2 + 1;
            std::unique_ptr<T[]> new_data(new T[new_cap]); // 自动管理

            for (size_t i = 0; i < sz; ++i) {
                new_data[i] = data[i];  // 这里如果抛异常，也不会泄漏
            }

            new_data[sz] = value;

            // 所有成功后，才替换原数据
            delete[] data;
            data = new_data.release();
            cap = new_cap;
        } else {
            data[sz] = value;
        }

        ++sz;
    }
};

四、常见方式实现异常安全

方法 原理
RAII（资源获取即初始化） 构造时获取资源，析构时释放资源，避免手动 delete
智能指针（unique_ptr, shared_ptr） 自动释放动态内存
使用标准容器 它们已经是异常安全的
swap 技术 修改临时对象，成功后替换原对象
避免手动 new/delete 自己写容易出错，建议封装在类中
构造函数抛异常时，使用智能指针清理资源 防止内存泄漏