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

Базовая гарантия исключений (Basic Exception Guarantee) в C++ означает, что при выбросе исключения из функции:

• Ресурсы, которыми функция владела на момент выброса исключения (например, память, файловые дескрипторы), не будут утекать.
• Объекты, состояние которых было изменено до выброса исключения, будут находиться в валидном, хотя и неопределенном состоянии. Дальнейшее использование таких объектов возможно, но их значение предсказать нельзя.

Это минимально допустимая гарантия, которую желательно выполнять для большинства функций. Она обеспечивает безопасность ресурсов, но не целостность данных.

Применение:

1. RAII (Resource Acquisition Is Initialization): Классы-обёртки, которые управляют ресурсами в своем конструкторе и освобождают их в деструкторе. Это основной механизм обеспечения базовой гарантии. Деструкторы таких классов должны быть noexcept.

   // Пример RAII для мьютекса
   #include <mutex>
   
   class LockGuard {
   public:
       explicit LockGuard(std::mutex& m) : mutex_(m) {
           mutex_.lock(); // Захват ресурса в конструкторе
       }
   
       ~LockGuard() noexcept { // Деструктор noexcept освобождает ресурс
           mutex_.unlock();
       }
   
       LockGuard(const LockGuard&) = delete;
       LockGuard& operator=(const LockGuard&) = delete;
   
   private:
       std::mutex& mutex_;
   };
   
   void some_function(std::mutex& m) {
       LockGuard lock(m); // Мьютекс будет автоматически разблокирован при выходе из блока, даже при исключении
       // ... потенциально опасный код, который может выбросить исключение ...
   } // Деструктор LockGuard вызывается здесь
   

2. Откат изменений (Rollback): В более сложных сценариях, где изменения состояния затрагивают несколько объектов или данных, может потребоваться явный механизм отката при исключении. Однако, базовая гарантия сама по себе этого не обеспечивает; это скорее условие для сильной гарантии.

Базовая гарантия является фундаментом для более строгих гарантий (сильной и отсутствия исключений) и значительно упрощает написание надёжного кода, устойчивого к ошибкам.