我知道有许多函数永远不会抛出，但编译器无法自行确定。在所有这些情况下，我应该在函数声明中添加noexcept吗?

当你说“我知道[它们]永远不会抛出”时，你的意思是通过检查函数的实现，你知道函数不会抛出。我认为这种方法是由内而外的。

It is better to consider whether a function may throw exceptions to be part of the design of the function: as important as the argument list and whether a method is a mutator (... const). Declaring that "this function never throws exceptions" is a constraint on the implementation. Omitting it does not mean the function might throw exceptions; it means that the current version of the function and all future versions may throw exceptions. It is a constraint that makes the implementation harder. But some methods must have the constraint to be practically useful; most importantly, so they can be called from destructors, but also for implementation of "roll-back" code in methods that provide the strong exception guarantee.

这实际上(可能)对编译器中的优化器产生了巨大的影响。实际上，编译器通过函数定义后的空throw()语句以及适当的扩展已经拥有这个特性很多年了。我可以向你保证，现代编译器确实利用了这些知识来生成更好的代码。

几乎编译器中的每个优化都使用函数的“流图”来推断什么是合法的。流图通常由所谓的功能“块”(具有单一入口和单一出口的代码区域)和块之间的边组成，以指示流可以跳转到的位置。Noexcept更改流程图。

你要的是一个具体的例子。考虑下面的代码:

void foo(int x) {
    try {
        bar();
        x = 5;
        // Other stuff which doesn't modify x, but might throw
    } catch(...) {
        // Don't modify x
    }

    baz(x); // Or other statement using x
}

如果bar被标记为noexcept，则此函数的流图会有所不同(执行无法在bar的末尾和catch语句之间跳转)。当标记为noexcept时，编译器确定在baz函数期间x的值为5 - x=5块被认为“支配”了baz(x)块，没有从bar()到catch语句的边。

然后，它可以执行所谓的“常量传播”来生成更有效的代码。在这里，如果baz是内联的，那么使用x的语句也可能包含常量，然后过去的运行时求值可以转换为编译时求值，等等。

Anyway, the short answer: noexcept lets the compiler generate a tighter flow graph, and the flow graph is used to reason about all sorts of common compiler optimizations. To a compiler, user annotations of this nature are awesome. The compiler will try to figure this stuff out, but it usually can't (the function in question might be in another object file not visible to the compiler or transitively use some function which is not visible), or when it does, there is some trivial exception which might be thrown that you're not even aware of, so it can't implicitly label it as noexcept (allocating memory might throw bad_alloc, for example).

这里有一个简单的例子来说明什么时候它真的很重要。

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
class A{
 public:
  A(int){cout << "A(int)" << endl;}
  A(const A&){cout << "A(const A&)" << endl;}
  A(const A&&) noexcept {cout << "A(const A&&)" << endl;}
  ~A(){cout << "~S()" << endl;}
};
int main() {
  vector<A> a;
  cout << a.capacity() << endl;
  a.emplace_back(1);
  cout << a.capacity() << endl;
  a.emplace_back(2);
  cout << a.capacity() << endl;
  return 0;
}

这是输出

0
A(int)
1
A(int)
A(const A&&)
~S()
2
~S()
~S()

如果我们在move构造函数中删除noexcept，输出如下

0
A(int)
1
A(int)
A(const A&)
~S()
2
~S()
~S()

关键的区别是A(const A&&) vs A(const A&&)。在第二种情况下，它必须使用复制构造函数复制所有值。效率很低!

我知道有许多函数永远不会抛出，但编译器无法自行确定。在所有这些情况下，我应该在函数声明中添加noexcept吗?

Noexcept很棘手，因为它是函数接口的一部分。特别是，如果您正在编写一个库，您的客户端代码可以依赖于noexcept属性。稍后可能很难更改它，因为您可能会破坏现有的代码。当您实现仅供您的应用程序使用的代码时，这可能不是一个大问题。

如果你有一个不能抛出的函数，问问自己它是否会像stay noexcept一样，还是会限制将来的实现?例如，您可能希望通过抛出异常来引入对非法参数的错误检查(例如，对于单元测试)，或者您可能依赖于其他可能改变其异常规范的库代码。在这种情况下，保守起见，不省略例外。

另一方面，如果你确信函数永远不会抛出，并且它是规范的一部分是正确的，你应该声明它为noexcept。但是，请记住，除非你的实现发生了变化，否则编译器将无法检测到违反no_type的情况。

在哪些情况下我应该更加小心地使用noexcept，在哪些情况下我可以使用隐含的noexcept(false)?

这里有四类你应该关注的函数，因为它们可能会产生最大的影响:

移动操作(移动赋值操作符和移动构造函数) 互换操作 内存释放器(operator delete, operator delete[]) 析构函数(尽管它们是隐式的noexcept(true)，除非你将它们设置为noexcept(false))

这些函数通常应该是noexcept，库实现很可能会使用noexcept属性。例如，std::vector可以在不牺牲强异常保证的情况下使用非抛出的move操作。否则，它将不得不返回到复制元素(就像在c++ 98中所做的那样)。

这种优化是在算法级别上的，不依赖于编译器优化。它可能会产生重大影响，特别是如果复制这些元素的成本很高的话。

在使用noexcept之后，我什么时候才能真正看到性能的改善?特别地，请给出一个c++编译器在添加noexcept后能够生成更好的机器代码的代码示例。

noexcept相对于无异常规范或throw()的优点是，当涉及到堆栈展开时，标准允许编译器有更多的自由。即使在throw()情况下，编译器也必须完全展开堆栈(并且必须以与对象结构完全相反的顺序进行)。

另一方面，在noexcept情况下，不需要这样做。没有要求堆栈必须展开(但编译器仍然允许这样做)。这种自由允许进一步的代码优化，因为它降低了总是能够展开堆栈的开销。

有关noexcept、堆栈展开和性能的相关问题更详细地讨论了需要堆栈展开时的开销。

我还推荐Scott Meyers的书“Effective Modern c++”，“Item 14:如果函数不会触发异常，则声明函数noexcept”，以供进一步阅读。

用Bjarne的话来说(c++编程语言，第4版，第366页):

Where termination is an acceptable response, an uncaught exception will achieve that because it turns into a call of terminate() (§13.5.2.5). Also, a noexcept specifier (§13.5.1.1) can make that desire explicit. Successful fault-tolerant systems are multilevel. Each level copes with as many errors as it can without getting too contorted and leaves the rest to higher levels. Exceptions support that view. Furthermore, terminate() supports this view by providing an escape if the exception-handling mechanism itself is corrupted or if it has been incompletely used, thus leaving exceptions uncaught. Similarly, noexcept provides a simple escape for errors where trying to recover seems infeasible. double compute(double x) noexcept; { string s = "Courtney and Anya"; vector<double> tmp(10); // ... } The vector constructor may fail to acquire memory for its ten doubles and throw a std::bad_alloc. In that case, the program terminates. It terminates unconditionally by invoking std::terminate() (§30.4.1.3). It does not invoke destructors from calling functions. It is implementation-defined whether destructors from scopes between the throw and the noexcept (e.g., for s in compute()) are invoked. The program is just about to terminate, so we should not depend on any object anyway. By adding a noexcept specifier, we indicate that our code was not written to cope with a throw.

我认为现在给出一个“最佳实践”的答案还为时过早，因为还没有足够的时间在实践中使用它。如果在抛出说明符刚出来的时候被问到这个问题，那么答案将与现在大不相同。

不得不考虑是否需要在每个函数声明后添加noexcept将大大降低程序员的工作效率(坦率地说，这将是一种痛苦)。

那么，当函数明显不会抛出时使用它。

在使用noexcept之后，我什么时候才能真正看到性能的改善?[…就我个人而言，我不关心什么，因为给编译器提供了更多的自由，可以安全地应用某些类型的优化。

似乎最大的优化收益来自用户优化，而不是编译器的优化，因为可以检查noexcept和重载它。大多数编译器都遵循“如果不抛出就不惩罚”的异常处理方法，因此我怀疑它会在代码的机器代码级别上改变太多(或任何东西)，尽管可能会通过删除处理代码来减小二进制大小。

在四大函数中使用noexcept(构造函数，赋值函数，而不是析构函数，因为它们已经是noexcept了)可能会带来最好的改进，因为noexcept检查在模板代码中是“常见的”，比如在std容器中。例如，std::vector不会使用类的move，除非它标记为noexcept(或者编译器可以以其他方式推断它)。