C ++ 11 में Noexcept संकलन समय निर्दिष्ट

नए C ++ मानक के साथ, कई दिलचस्प और उपयोगी सुधार हैं, जिनमें से एक नॉइसेप्ट संकलक समय निर्दिष्ट है, जो संकलक को बताता है कि फ़ंक्शन अपवाद नहीं फेंकेंगे। यदि आप इस फायदे में रुचि रखते हैं, तो यह निर्दिष्ट सी + + कोड को डराता नहीं है, बिल्ली में आपका स्वागत है।

एक बाइनरी फ़ाइल का आकार कम करना

आइए निम्नलिखित उदाहरण देखें, जो संकलक द्वारा किस प्रकार के कोड को उत्पन्न करता है, इस पर टिप्पणी करता है:

#include <iostream> class my_class { int i_; public: explicit my_class (int i) : i_(i) {} int get() const { return i_; } }; inline int operator+(const my_class& v1, const my_class& v2) { return v1.get() + v2.get(); } int main() { int res = 0; try { //      var0  , //       res  -1 my_class var0(10); //      var1  , //       //  var0,     //   res  -1 my_class var1(100); //     , //       res  -1 //   var1  var0    , //     . res = (var1 + var0 > 0 ? 0 : 1); } catch (...) { std::cerr << " "; res = -1; } return res; } 

संकलक द्वारा बहुत सारा कोड तैयार किया जाता है, है ना? यह इस कोड की सूजन के कारण ठीक है कि कुछ बड़े निगमों में अपवादों को प्रतिबंधित किया गया है (हम Google पर उंगली नहीं उठाएंगे) C ++ में विकसित होने पर। एक और उदाहरण संस्करण 4.8 के बाद से जीसीसी के लिए विकास नियम हैं (हाँ, जीसीसी अब सी ++ का उपयोग करके विकसित किया जा रहा है, 4.8 के लिए परिवर्तन देखें)।

चलो noexcept का उपयोग करने के लिए my_class वर्ग को संशोधित करें और देखें कि संकलक क्या उत्पन्न कर सकता है:

 class my_class { int i_; public: explicit my_class (int i) noexcept : i_(i) {} int get() const noexcept { return i_; } }; inline int operator+(const my_class& v1, const my_class& v2) noexcept { return v1.get() + v2.get(); } int main() { // std::terminate   my_class var0(10); // std::terminate   my_class var1(100); // std::terminate   int res = (var1 + var0 > 0 ? 0 : 1); //   var1  var0 return res; } 

ध्यान दें कि std :: cerr का उपयोग नहीं किया जाता है, और इसलिए कंपाइलर एक बहुत बड़े कोड को निकालने में सक्षम होगा। लेकिन इसके बिना भी, उत्पन्न कोड की मात्रा कम हो गई है।

दुर्भाग्य से, हम एक आदर्श संकलक पर विचार कर रहे थे। व्यवहार में, सब कुछ इतना महान नहीं हो सकता है: सुविधा काफी नई है, सभी कंपाइलर अनुकूलन में इसे अच्छी तरह से उपयोग करने में सक्षम नहीं हैं।
इसके अलावा, कभी-कभी बिना किसी अपवाद के भी कुछ कंपाइलर यह निर्धारित कर सकते हैं कि कोई वर्ग या तरीका अपवादों को फेंक देगा या नहीं।

यहां GCC 4.7.2 पर एक ही कक्षा के विभिन्न संस्करणों के संकलन के परिणाम दिए गए हैं:
1) मूल वर्ग, पहले विकल्प से मुख्य निकाय, झंडे -std = c ++ 0x -fno-inline -O2: 5280 बाइट्स
2) अनुकूलन वर्ग, दूसरे विकल्प से मुख्य निकाय, झंडे -std = c ++ 0x -fno-inline -O2: 4800 बाइट्स

3) अनुकूलन वर्ग, पहले विकल्प से मुख्य निकाय, झंडे -std = c ++ 0x -fno-inline -O2: 5280 बाइट्स
4) अनुकूलन वर्ग, iostream के बिना पहले विकल्प से मुख्य निकाय, झंडे -std = c ++ 0x -fno-inline -O2: 4800 बाइट्स
5) अनुकूलन वर्ग, दूसरे विकल्प से मुख्य निकाय + iostream चालू है, झंडे -std = c ++ 0x -fno-inline -O2: 5280 बाइट्स

* -Std = c ++ 0x ध्वज में C ++ 11 की विशेषताएं शामिल हैं, जो noexcept का उपयोग करने के लिए आवश्यक है।
** प्रयोग को दोहराते समय, बाइनरी फ़ाइल से डीबग जानकारी निकालना न भूलें।

पहली दो पंक्तियों की तुलना करने पर हमें एक आदर्श संकलक के मामले में अपेक्षित आकार में सुधार होता है।
तीसरी, चौथी और पाँचवीं पंक्तियों से पता चलता है कि संकलक हमारे दूसरे विकल्प के लिए noexcept के बिना अनुकूलन करने में सक्षम था, और सिर्फ iostream हेडर फ़ाइल में उपयोग किए गए अतिरिक्त विज्ञापनों को बाहर नहीं निकाल सका।

हम थोड़ा धोखा देंगे, और हम मुख्य () विधि और my_class के कार्यान्वयन को अलग-अलग फ़ाइलों में विभाजित करेंगे ताकि कंपाइलर को अनुकूलित करना अधिक कठिन हो।
परिणाम:
मूल वर्ग, पहले विकल्प से मुख्य निकाय, झंडे -std = c ++ 0x -fno-inline -O2: 6952 बाइट्स
ऑप्टिमाइज़ेशन क्लास, पहले विकल्प से मुख्य बॉडी, झंडे -std = c ++ 0x -fno-inline -O2: 5288 बाइट्स

कुल: तीन noexcept जोड़ने के बाद 23.9% का लाभ।

मानक एल्गोरिदम का त्वरण

C ++ 11 का उपयोग करने वाले कई लोगों के लिए, N3050 मानक का यह हिस्सा एक बड़े आश्चर्य के रूप में आ सकता है (फिलहाल यह मानक सभी प्रमुख कंपाइलरों में लागू नहीं है)। संक्षेप में, यह कहता है कि मानक एल्गोरिदम और कंटेनरों को चाल असाइनमेंट और चाल निर्माण का उपयोग नहीं करना चाहिए अगर ये विधियां अपवादों को फेंक सकती हैं। यह क्या धमकी दे सकता है, एक उदाहरण पर विचार करें:

 //       move assignment class move_fast_copy_slow { //      public: move_fast_copy_slow(move_fast_copy_slow&&); // 1 move_fast_copy_slow(const move_fast_copy_slow&); // 2 move_fast_copy_slow& operator=(move_fast_copy_slow&&); // 3 move_fast_copy_slow& operator=(const move_fast_copy_slow&); // 4 }; 

यदि विधियों 1 और 3 को noexcept के साथ चिह्नित नहीं किया जाता है, तो मानक कंटेनर धीमी विधियों 2 और 4 का उपयोग करेंगे। परिणामस्वरूप, std :: वेक्टर और std :: deque कंटेनर के साथ काम करना परिमाण के आदेशों के एक जोड़े द्वारा धीमा हो सकता है। इसके अलावा, यह मंदी एक सदस्य के रूप में सभी प्रकार के वंशानुक्रम या मूव_फास्ट_कोपी_स्लो का उपयोग करने को प्रभावित करेगी।

अनुकूलता

इस लेखन के समय, सभी प्रमुख संकलक नॉइसेप्ट का समर्थन नहीं करते हैं। कोड पोर्टेबिलिटी के लिए noexcept के बजाय बूस्ट लाइब्रेरी से BOOST_NOEXCEPT मैक्रो का उपयोग करें।

नुकसान

मानक रूप से, noexcept एक फ़ंक्शन प्रकार का हिस्सा नहीं है, हालांकि, वर्चुअल फ़ंक्शंस का उपयोग करते समय, सभी अतिभारित फ़ंक्शंस में समान या अधिक कड़े अपवाद विनिर्देश होने चाहिए। अर्थात्, निम्न कोड संकलित नहीं होगा:

 class base { public: virtual void foo() noexcept {} }; class derived: public base { public: void foo() override { throw 1; } }; int main () { derived d; base *p = &d; p->foo(); } 

'' एरर: लोसर थ्रो स्पेसियर '' वर्चुअल शून्य व्युत्पन्न :: फू () '' जैसी त्रुटि होगी।
तो इस तथ्य के लिए तैयार रहें कि यदि आप एक पुस्तकालय के लेखक हैं और एक स्वामित्व समारोह में noexcept विनिर्देश जोड़ा है, तो आपके पुस्तकालय के उपयोगकर्ता कोड एकत्र करना बंद कर देंगे।
इस तथ्य के लिए भी तैयार रहें कि आपके ओवरलोडेड क्या () विधि के साथ अपवाद कक्षाएं और मानक वाले से विरासत में संकलित नहीं हो सकते हैं यदि वे noexcept के साथ चिह्नित नहीं हैं:

 class my_exception : public std::exception { const char* what() throw() { //  ++11   noexcept  throw() return "my_exception::what()"; } }; 

निष्कर्ष

Noexcept संकलक समय निर्दिष्ट परिणामी फ़ाइल के आकार को कम करता है और कार्यक्रम को गति देता है। Noexcept का उपयोग करते समय मुख्य बात यह अति नहीं है। याद रखें कि यदि नोक्सैप्ट लेबल वाला कोई फ़ंक्शन एक अपवाद को फेंकता है, तो आपका प्रोग्राम std :: terminate () कहेगा और इससे पहले ही बनाए गए चरों के लिए विध्वंसक कॉल करने के लिए डीइनिंग किए बिना बाहर निकलें।