Что такое строгая гарантия исключений в C++ и как она применяется?

Строгая гарантия исключений (strong exception guarantee) означает, что в случае выброса исключения состояние программы остается неизменным (rollback) по отношению к началу операции, либо операция успешно завершается. Иначе говоря, если операция не смогла завершиться успешно, то она гарантирует откат всех произведенных изменений.

Для обеспечения строгой гарантии часто используют идиому "копирование и обмен" (copy-and-swap):

1. Копируем данные
2. Выполняем операцию над копией
3. Атомарно обмениваем (swap) текущие данные с измененной копией

Пример:

c

В этом примере, если при создании temp произойдет исключение, исходный объект *this останется нетронутым (сохраняется строгая гарантия). Обмен std::swap(data_, temp.data_) обычно является noexcept, поскольку он просто меняет указатели или другие внутренние ресурсы векторов без возможности выброса исключения.

Применение:

• Операторы присваивания: Основное место применения идиомы копирования и обмена для обеспечения строгой гарантии.
• Функции, изменяющие состояние: Любые функции, которые могут выбросить исключение в процессе модификации объекта.
• Управление ресурсами: Принцип RAII (Resource Acquisition Is Initialization) в сочетании со строгой гарантией позволяет безопасно управлять ресурсами, даже при исключениях.

Строгая гарантия наиболее сложна в реализации, но обеспечивает наибольшую устойчивость программы к исключениям.