Ngày 23 — Exception safety và noexcept

1. Vấn đề nó giải quyết

Thao tác có thể thất bại sau khi đã làm một phần công việc. Exception safety định nghĩa invariant và giá trị nào vẫn hợp lệ khi exception thoát ra, còn noexcept cam kết hàm không để exception lan ra ngoài.

2. Kiến thức cần có

Ngày 18, 21 và 22: RAII, ownership, function contract, constructor và destructor.

3. Ý tưởng cốt lõi

Hãy tạo thay đổi trong trạng thái tạm được RAII quản lý rồi commit chỉ sau khi thành công. Chỉ đánh dấu noexcept khi mọi thao tác bên trong giữ được lời hứa; nếu exception thoát ra, chương trình sẽ terminate.

4. Cú pháp tối thiểu

int divide(int a, int b);       // may throw
void reset(int& state) noexcept; // must not throw

5. Cách nó hoạt động

Hàm chia kiểm tra precondition trước phép toán và throw khi mẫu số bằng không.
Biên try/catch xử lý failure dự kiến, còn thao tác reset có hợp đồng không throw.
Thông báo lỗi được in, chương trình tiếp tục chạy và trạng thái được reset an toàn về không.

6. Lỗi thường gặp

Thêm noexcept chỉ để tối ưu mà không kiểm tra callee có thể biến exception xử lý được thành terminate.
Trước khi áp dụng mẫu, phải kiểm tra basic hay strong guarantee, cleanup tài nguyên, commit point, callee có throw và hợp đồng exception đã khai báo.

7. Khi nào nên dùng

Nên dùng khi failure là ngoại lệ và caller cần bảo đảm rõ về trạng thái còn lại; dùng noexcept cho thao tác thật sự không throw.
Tránh dùng khi lỗi là control flow bình thường phù hợp biểu diễn bằng value, hoặc hàm không thể thành thật giữ lời hứa không throw.

8. Ví dụ đơn giản

Phép chia số nguyên có kiểm tra báo input sai bằng exception. Caller catch lỗi rồi gọi reset nhỏ có noexcept, với hành vi dễ xác minh độc lập.

File .cpp dùng dữ liệu cố định để tự đoán và kiểm tra output.

Mã mẫu hoàn chỉnh

Tệp mã nguồn

cpp14/23_exception_safety_noexcept/main.cpp

C++

#include <iostream>
#include <stdexcept>

int divide(int numerator, int denominator) {
    if (denominator == 0) {
        throw std::invalid_argument("denominator is zero");
    }
    return numerator / denominator;
}

void reset(int& state) noexcept {
    state = 0;
}

int main() {
    int state = 7;
    try {
        std::cout << divide(10, 0) << "\n";
    } catch (const std::invalid_argument& error) {
        std::cout << "caught: " << error.what() << "\n";
    }
    reset(state);
    std::cout << "state: " << state << "\n";
}

9. Điều cần nhớ

Exception safety mô tả trạng thái hợp lệ sau failure; noexcept mô tả việc lan exception chứ không nói failure có thể xảy ra hay không.
Compiler hoặc thư viện luôn theo quy tắc cụ thể; cần kiểm tra basic hay strong guarantee, cleanup tài nguyên, commit point, callee có throw và hợp đồng exception đã khai báo.
Ưu tiên cách viết nhỏ nhất thể hiện rõ ý định và đo đạc khi hiệu năng thực sự quan trọng.

10. Câu hỏi tự kiểm tra

Dễ — Mục đích chính của Exception safety và noexcept là gì?
Trung bình — Sau khi exception chia cho không được catch, main có tiếp tục gọi reset không?
Khó — Điều gì xảy ra nếu hàm khai báo noexcept gọi thao tác khác throw mà không catch?

Luyện thẻ của bài này

5. Cách nó hoạt động

Hàm chia kiểm tra precondition trước phép toán và throw khi mẫu số bằng không.
Biên try/catch xử lý failure dự kiến, còn thao tác reset có hợp đồng không throw.
Thông báo lỗi được in, chương trình tiếp tục chạy và trạng thái được reset an toàn về không.

6. Lỗi thường gặp

Thêm noexcept chỉ để tối ưu mà không kiểm tra callee có thể biến exception xử lý được thành terminate.
Trước khi áp dụng mẫu, phải kiểm tra basic hay strong guarantee, cleanup tài nguyên, commit point, callee có throw và hợp đồng exception đã khai báo.

7. Khi nào nên dùng

Nên dùng khi failure là ngoại lệ và caller cần bảo đảm rõ về trạng thái còn lại; dùng noexcept cho thao tác thật sự không throw.
Tránh dùng khi lỗi là control flow bình thường phù hợp biểu diễn bằng value, hoặc hàm không thể thành thật giữ lời hứa không throw.

#include <iostream> #include <stdexcept> int divide(int numerator, int denominator) { if (denominator == 0) { throw std::invalid_argument("denominator is zero"); } return numerator / denominator; } void reset(int& state) noexcept { state = 0; } int main() { int state = 7; try { std::cout << divide(10, 0) << "\n"; } catch (const std::invalid_argument& error) { std::cout << "caught: " << error.what() << "\n"; } reset(state); std::cout << "state: " << state << "\n"; }

9. Điều cần nhớ

Exception safety mô tả trạng thái hợp lệ sau failure; noexcept mô tả việc lan exception chứ không nói failure có thể xảy ra hay không.
Compiler hoặc thư viện luôn theo quy tắc cụ thể; cần kiểm tra basic hay strong guarantee, cleanup tài nguyên, commit point, callee có throw và hợp đồng exception đã khai báo.
Ưu tiên cách viết nhỏ nhất thể hiện rõ ý định và đo đạc khi hiệu năng thực sự quan trọng.