异常安全：答案

【问题标题】：Exception safety:异常安全：
【发布时间】：2014-03-16 19:51:11
【问题描述】：

我想请教一些关于异常安全的建议。特别是我一直在引用Do you (really) write exception safe code?。如果我有一个指向 Node 类型对象的指针容器，并且我要使用新的对象集合清除并重新初始化该对象容器 _nodes，那么这段代码是否是异常安全的？

std::vector<Node*> nodes;

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    try
    {
        // New can throw an exception. We want to make sure that if an exception is thrown any allocated memory is deleted.
        std::unique_ptr<Node> node(new Node());
        Node* n = node.get();
        nodes.push_back(n);
        node.release();
    }
    catch (std::exception& exception)
    {
        // If an exception is thrown, rollback new allocations and rethrow the exception.
        for (std::vector<Node*>::iterator it = nodes.begin(); it < nodes.end(); it++)
        {
            delete *it;
        }

        nodes.clear();
        throw exception;
    }

}

_nodes.swap(nodes);

// Delete the unused (previous) objects from the swapped container.
for (std::vector<Node*>::iterator it = nodes.begin(); it < nodes.end(); it++)
{
    delete *it;
}

我也一直在阅读 RAII，但我不知道这在我需要多态性的地方如何工作 (http://en.wikipedia.org/wiki/Polymorphism_(computer_science)#Subtyping)。

【问题讨论】：

std::vector<std::unique_ptr<Node>> nodes; 不是std::vector<Node*>
哎哟！这看起来很不对劲！
当没有任何迹象表明任何东西被推到向量上时，为什么要回滚？如果 new() 抛出一个异常，或者你的 Node 构造函数抛出一个异常（如果有可能它可以抛出）怎么办？
@PaulMcKenzie 在除第一次之外的某个迭代中可能不会发生。构造函数可能会抛出 std::bad_alloc 异常。
我不明白你的 catch 块做它正在做的事情的原因。如果抛出异常，则不会将任何项目添加到向量中，但您的 catch 块假定此“坏项目”已添加到向量中。

标签： c++ deep-copy exception-safety

【解决方案1】：

这比它需要的复杂得多。我会这样开始：

std::vector<std::unique_ptr<Node>> nodes(10);    
for (auto& p : nodes)
    p.reset(new Node());

如果构造向量或分配Node 抛出，那么一切都会被自动清理。

现在，如果您明智，将_nodes 替换为std::vector<std::unique_ptr<Node>>，那么剩下的功能就是：

_nodes.swap(nodes);

不然就没那么简单了：

std::vector<Node*> nodes2;
nodes2.reserve(nodes.size());
for (auto p : nodes)
    nodes2.push_back(p.release());
_nodes.swap(nodes2);
for (auto p : nodes2)
    delete p;

假设 Node 析构函数不能抛出，这里唯一可以抛出的步骤是 reserve 调用，因此如果抛出 nodes 将被清理，因为它包含 unique_ptr 对象。之后，您可以安全地将所有权转移到nodes2，然后进行交换，然后进行清理。

我也一直在阅读 RAII，但我不知道这在我需要多态性的地方如何工作

我上面的代码依赖于 RAII，多态性是无关紧要的。上面的代码中没有不属于 RAII 类型的原始指针（_nodes 除外，您应该将其更改为 std::vector<std::unique_ptr<Node>>），因此如果抛出异常，所有内容都会被清理，无需捕获异常并进行手动清理。

【讨论】：