Почему семантика перемещения не будет работать, если оператор перемещения не помечен как noexcept?
Ответ от нейросети
sobes.tech AI
Семантика перемещения предполагает отсутствие исключений, поскольку при перемещении ресурсы (память, дескрипторы) передаются от одного объекта к другому, и исходный объект остается в допустимом, но неопределенном состоянии. Если оператор перемещения сгенерирует исключение в середине процесса перемещения, это может привести к следующему:
- Исходный объект может быть уже модифицирован (ресурсы частично или полностью переданы).
- Целевой объект не получил ресурсы полностью или получил частично.
- В результате оба объекта могут оказаться в некорректном или неконсистентном состоянии, что приведет к утечкам ресурсов или неопределенному поведению программы.
Гарантия noexcept для оператора перемещения сообщает компилятору, что этот оператор гарантированно не выбросит исключение. Эта информация используется компилятором в алгоритмах стандартной библиотеки, например, при изменении размера std::vector.
Когда std::vector нужно увеличить свою емкость, он выделяет новый буфер памяти и перемещает или копирует существующие элементы в новый буфер.
Если оператор перемещающего присваивания для типа элементов помечен как noexcept, std::vector выбирает перемещение. Если перемещение произойдет успешно для всех элементов, старый буфер освобождается.
Если один из операторов перемещения бросит исключение в процессе перемещения, std::vector сможет безопасно откатить операцию, освободив новый неполный буфер и оставив старый буфер (и элементы в нем) нетронутым в его предыдущем корректном состоянии. Это обеспечивает strong exception safety guarantee (гарантия сильной безопасности исключений).
Если оператор перемещения не помечен как noexcept, компилятор не может гарантировать, что перемещение не выбросит исключение. В этом случае, чтобы обеспечить strong exception safety guarantee, std::vector выберет копирование вместо перемещения. Это делается потому, что при копировании исключение, возникшее во время копирования одного элемента, не влияет на корректность уже скопированных элементов и оставляет исходные элементы нетронутыми. Откат операции (удаление неполного нового буфера) также безопасен.
Таким образом, отсутствие гарантии noexcept у оператора перемещения вынуждает стандартную библиотеку (и другие части кода, зависящие от этой гарантии) использовать более безопасную, но потенциально менее производительную операцию копирования вместо перемещения, фактически "отключая" использование семантики перемещения в тех местах, где важна strong exception safety guarantee. Семантика перемещения работает только при использовании rvalue-ссылок и вызове перемещающего конструктора/оператора присваивания, и noexcept является ключевым условием для безопасного и предсказуемого использования этой семантики в контексте исключений.