noexcept/字面量/内存对齐

1.noexcept 的修饰和操作

C++ 相比于 C 的一大优势就在于 C++ 本身就定义了一套完整的异常处理机制。 然而在 C++11 之前，几乎没有人去使用在函数名后书写异常声明表达式， 从 C++11 开始，这套机制被弃用，所以我们不去讨论也不去介绍以前这套机制是如何工作如何使用， 你更不应该主动去了解它。

C++11 将异常的声明简化为以下两种情况：

1. 函数可能抛出任何异常
2. 函数不能抛出任何异常

并使用 noexcept 对这两种行为进行限制，例如：

void may_throw(); // 可能抛出异常
void no_throw() noexcept; // 不可能抛出异常

使用 noexcept 修饰过的函数如果抛出异常，编译器会使用 std::terminate() 来立即终止程序运行。

noexcept 还能够做操作符，用于操作一个表达式，当表达式无异常时，返回 true，否则返回 false。

#include <iostream>
void may_throw() {
    throw true;
}
auto non_block_throw = []{
    may_throw();
};
void no_throw() noexcept {
    return;
}

auto block_throw = []() noexcept {
    no_throw();
};
int main()
{
    std::cout << std::boolalpha
        << "may_throw() noexcept? " << noexcept(may_throw()) << std::endl
        << "no_throw() noexcept? " << noexcept(no_throw()) << std::endl
        << "lmay_throw() noexcept? " << noexcept(non_block_throw()) << std::endl
        << "lno_throw() noexcept? " << noexcept(block_throw()) << std::endl;
    return 0;
}

noexcept 修饰完一个函数之后能够起到封锁异常扩散的功效，如果内部产生异常，外部也不会触发。例如：

try {
    may_throw();
} catch (...) {
    std::cout << "捕获异常, 来自 may_throw()" << std::endl;
}
try {
    non_block_throw();
} catch (...) {
    std::cout << "捕获异常, 来自 non_block_throw()" << std::endl;
}
try {
    block_throw();
} catch (...) {
    std::cout << "捕获异常, 来自 block_throw()" << std::endl;
}

最终输出为：

捕获异常, 来自 may_throw()
捕获异常, 来自 non_block_throw()

2. 字面量

2.1原始字符串字面量

传统 C++ 里面要编写一个充满特殊字符的字符串其实是非常痛苦的一件事情， 比如一个包含 HTML 本体的字符串需要添加大量的转义符， 例如一个Windows 上的文件路径经常会：C:\\File\\To\\Path。

C++11 提供了原始字符串字面量的写法，可以在一个字符串前方使用 R 来修饰这个字符串， 同时，将原始字符串使用括号包裹，例如：

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string str = R"(C:\File\To\Path)";
    std::cout << str << std::endl;
    return 0;
}

2.2自定义字面量

C++11 引进了自定义字面量的能力，通过重载双引号后缀运算符实现：

// 字符串字面量自定义必须设置如下的参数列表
std::string operator"" _wow1(const char *wow1, size_t len) {
    return std::string(wow1)+"woooooooooow, amazing";
}

std::string operator"" _wow2 (unsigned long long i) {
    return std::to_string(i)+"woooooooooow, amazing";
}

int main() {
    auto str = "abc"_wow1;
    auto num = 1_wow2;
    std::cout << str << std::endl;
    std::cout << num << std::endl;
    return 0;
}

自定义字面量支持四种字面量：

1. 整型字面量：重载时必须使用 unsigned long long、const char *、模板字面量算符参数，在上面的代码中使用的是前者；
2. 浮点型字面量：重载时必须使用 long double、const char *、模板字面量算符；
3. 字符串字面量：必须使用 (const char *, size_t) 形式的参数表；
4. 字符字面量：参数只能是 char, wchar_t, char16_t, char32_t 这几种类型。

3内存对齐

C++ 11 引入了两个新的关键字 alignof 和 alignas 来支持对内存对齐进行控制。 alignof 关键字能够获得一个与平台相关的 std::size_t 类型的值，用于查询该平台的对齐方式。 当然我们有时候并不满足于此，甚至希望自定定义结构的对齐方式，同样，C++ 11 还引入了 alignas 来重新修饰某个结构的对齐方式。我们来看两个例子：

#include <iostream>
#include <cstddef>

struct Storage {
    char      a;
    int       b;
    double    c;
    long long d;
};

struct alignas(std::max_align_t) AlignasStorage {
    char      a;
    int       b;
    double    c;
    long long d;
};

int main() {
    std::cout << alignof(Storage) << std::endl;
    std::cout << alignof(AlignasStorage) << std::endl;
    return 0;
}

其中 std::max_align_t 要求每个标量类型的对齐方式严格一样，因此它几乎是最大标量没有差异， 进而大部分平台上得到的结果为 long double，因此我们这里得到的 AlignasStorage 的对齐要求是 8 或 16。

搬运自https://github.com/changkun/modern-cpp-tutorial