C++ 函数异常安全参数传递机制

在 C++ 中，函数参数按值传递时异常安全，因实参保持原始值；按引用传递不保证异常安全，实参可能处于未定义状态。最佳实践建议使用按值传递传递基本类型、轻量级对象和不影响函数调用的参数，而使用按引用传递传递大型对象或需要函数修改的参数。

C++ 函数异常安全参数传递机制

在 C++ 中，当调用函数时，参数可以按值传递或按引用传递。按值传递意味着创建实参的副本，而按引用传递则使用实参的地址。

按值传递

void foo(int x) {
  // 对 x 执行操作
}

按引用传递

void foo(int& x) {
  // 对 x 执行操作
}

当函数抛出异常时，参数传递机制影响着实参的状态。

按值传递异常安全性

按值传递是异常安全的，因为如果函数抛出异常，实参将保持其原始值。例如：

int main() {
  int x = 1;
  try {
    foo(x);
  }
  catch(...) {
    // x 仍为 1
  }
}

按引用传递异常安全性

按引用传递不保证异常安全。如果函数抛出异常，实参可能会处于未定义状态，因为函数可能改变了引用。例如：

int main() {
  int x = 1;
  try {
    foo(x);
  }
  catch(...) {
    // x 可能不是 1
  }
}

最佳实践

为了确保异常安全性，建议在以下情况下使用按值传递：

• 参数是基本类型（例如，int、char、double）。
• 参数是轻量级对象（例如，小结构体）。
• 对实参的更改不应影响调用函数。

在以下情况下使用按引用传递：

• 参数是大型对象（例如，容器、复杂结构体）。
• 对实参的更改需要反映在调用函数中。

实战案例

考虑一个函数，它读取流并将其写入文件。

按值传递流：

void writeToFile(std::istream& stream, std::ofstream& file) {
  std::string line;
  while (getline(stream, line)) {
    file << line << std::endl;
  }
}

按引用传递流：

void writeToFile(std::istream& stream, std::ofstream& file) {
  std::string line;
  while (getline(stream, line)) {
    file << line << std::endl;
  }
  stream.close(); // 按引用传递允许在函数退出时关闭流
}

通过按引用传递流，我们可以确保在函数退出时始终关闭流，从而确保异常发生时流处于已关闭状态。