概述
c++11提供了关键字noexcept，用来指明某个函数无法——或不打算——抛出异常：
void foo() noexcept; // a function specified as will never throw
void foo2() noexcept(true); // same as foo
void bar(); // a function might throw exception
void bar2() noexcept(false); // same as bar
所以我们需要了解以下两点：
noexcept有什么优点，例如性能、可读性等等。
需不需要在代码中大量使用noexcept。
noexcept优点
我们先从std::vector入手来看一下第一点。
我们知道，vector有自己的capacity，当我们调用push_back但是vector容量满时，vector会申请一片更大的空间给新容器，将容器内原有的元素copy到新容器内：
但是如果在扩容元素时出现异常怎么办？
申请新空间时出现异常：旧vector还是保持原有状态，抛出的异常交由用户自己处理。
copy元素时出现异常：所有已经被copy的元素利用元素的析构函数释放，已经分配的空间释放掉，抛出的异常交由用户自己处理。
这种扩容方式比较完美，有异常时也会保持上游调用push_back时原有的状态。
但是为什么说比较完美，因为这里扩容还是copy的，当vector内是一个类且持有资源较多时，这会很耗时。所以c++11推出了一个新特性：move，它会将资源从旧元素中“偷”给新元素（对move不熟悉的同学可以自己查下资料，这里不展开说了）。应用到vector扩容的场景中：当vector中的元素的移动拷贝构造函数是noexcept时，vector就不会使用copy方式，而是使用move方式将旧容器的元素放到新容器中：
利用move的交换类资源所有权的特性，使用vector扩容效率大大提高，但是当发生异常时怎么办：
原有容器的状态已经被破坏，有部分元素的资源已经被偷走。若要恢复会极大增加代码的复杂性和不可预测性。所以只有当vector中元素的move constructor是noexcept时，vector扩容才会采取move方式来提高性能。
刚才总结了利用noexcept如何提高vector扩容。实际上，noexcept还大量应用在swap函数和move assignment中，原理都是一样的。
noexcept使用场景
上面提到了noexcept可以使用的场景：
- move constructor
- move assignment
- swap
很多人的第一念头可能是：我的函数现在看起来明显不会抛异常，又说声明noexcept编译器可以生成更高效的代码，那能加就加呗。但是事实是这样吗？
这个问题想要讨论清楚，我们首先需要知道以下几点：
函数自己不抛异常，但是不代表它们内部的调用不会抛出异常，并且编译器不会提供调用者与被调用者的noexcept一致性检查，例如下述代码是合法的：
void g(){
... //some code
}
void f() noexcept
{
… //some code
g();
}
当一个声明为noexcept的函数抛出异常时，程序会被终止并调用std::terminate();
所以在我们的代码内部调用复杂，链路较长，且随时有可能加入新feature时，过早给函数加上noexcept可能不是一个好的选择，因为noexcept一旦加上，后续再去掉也会变得困难 : 调用方有可能看到你的函数声明为noexcept，调用方也会声明为noexcept。但是当你把函数的noexcept去掉却没有修改调用方的代码时，当异常抛出到调用方会导致程序终止。
目前主流的观点是：
加noexcept
函数在c++98版本中已经被声明为throw()
上文提到过的三种情况：move constructor、move assignmemt、swap。如果这些实现不抛出异常，一定要使用noexcept。
leaf function. 例如获取类成员变量，类成员变量的简单运算等。下面是stl的正向iterator中的几个成员函数：
# if __cplusplus >= 201103L
# define _GLIBCXX_NOEXCEPT noexcept
# else
# define _GLIBCXX_NOEXCEPT
reference
operator*() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
{ return *_M_current; }
pointer
operator->() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
{ return _M_current; }
__normal_iterator&
operator++() _GLIBCXX_NOEXCEPT
{
++_M_current;
return *this;
}
__normal_iterator
operator++(int) _GLIBCXX_NOEXCEPT
{ return __normal_iterator(_M_current++); }
不加noexcept
除了上面的要加的情况，其余的函数不要加noexcept就可以。
最后我们看一下vector如何实现利用noexcept move constructor扩容以及move constructor是否声明noexcept对扩容的性能影响。
如何实现利用noexcept move constructor扩容
这里就不贴大段的代码了，每个平台的实现可能都不一样，我们只关注vector是怎么判断调用copy constructor还是move constructor的。
其中利用到的核心技术有：
- type trait
- iterator trait
- move iterator
- std::forward
核心代码：
template <typename _Iterator, typename _ReturnType = typename conditional<
__move_if_noexcept_cond<typename iterator_traits<_Iterator>::value_type>::value,
_Iterator, move_iterator<_Iterator>>::type>
inline _GLIBCXX17_CONSTEXPR _ReturnType __make_move_if_noexcept_iterator(_Iterator __i) {
return _ReturnType(__i);
}
template <typename _Tp>
struct __move_if_noexcept_cond
: public __and_<__not_<is_nothrow_move_constructible<_Tp>>, is_copy_constructible<_Tp>>::type {};
这里用type trait和iterator trait联合判断：假如元素有noexcept move constructor，那么is_nothrow_move_constructible=1 => __move_if_noexcept_cond=0 => __make_move_if_noexcept_iterator返回一个move iterator。这里move iterator迭代器适配器也是一个c++11新特性，用来将任何对底层元素的处理转换为一个move操作，例如：
std::list<std::string> s;
std::vector<string> v(make_move_iterator(s.begin()),make_move_iterator(s.end())); //make_move_iterator返回一个std::move_iterator
然后上游利用生成的move iterator进行循环元素move:
{
for (; __first != __last; ++__first, (void)++__cur) std::_Construct(std::__addressof(*__cur), *__first);
return __cur;
}
template <typename _T1, typename... _Args>
inline void _Construct(_T1 *__p, _Args &&... __args) {
::new (static_cast<void *>(__p)) _T1(std::forward<_Args>(__args)...); //实际copy(或者move)元素
}
其中_Construct就是实际copy(或者move)元素的函数。这里很关键的一点是：对move iterator进行解引用操作，返回的是一个右值引用。，这也就保证了，当__first类型是move iterator时，用_T1(std::forward<_Args>(__args)...进行“完美转发”才调用_T1类型的move constructor，生成的新对象被放到新vector的__p地址中。
总结一下过程就是：
利用type trait和iterator trait生成指向旧容器的normal iterator或者move iterator
循环将旧容器的元素搬到新容器。如果指向旧容器的是move iterator，那么解引用会返回右值引用，会调用元素的move constructor，否则调用copy constructor。
大家可以用下面这段简单的代码在自己的平台打断点调试一下：
class A {
public:
A() { std::cout << "constructor" << std::endl; }
A(const A &a) { std::cout << "copy constructor" << std::endl; }
A(const A &&a) noexcept { std::cout << "move constructor" << std::endl; }
};
int main() {
std::vector<A> v;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
A a;
v.push_back(a);
}
return 0;
}
noexcept move constructor对性能的影响
这篇文章C++ NOEXCEPT AND MOVE CONSTRUCTORS EFFECT ON PERFORMANCE IN STL CONTAINERS介绍了noexcept move constructor对耗时以及内存的影响，这里不重复赘述了，感兴趣的可以自己试一下。
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