C++ 標准是否要求 C 鏈接函數是“noexcept”？

Question

我在標准中找不到任何強制使用extern "C"聲明的函數為noexcept ，無論是隱式還是顯式。

然而，應該清楚的是，C 調用約定不能支持異常……或者是嗎？

標准是否提到了這一點，我錯過了某個地方？ 如果沒有，為什么不呢？ 它是否只是作為各種實現細節留下？

Answer 1

據我所知，不能保證用“C”鏈接定義的函數不會拋出異常。 該標准允許 C++ 程序調用具有“C”語言鏈接的外部函數，以及定義用 C++ 編寫的具有“C”語言鏈接的函數。 因此，沒有什么可以阻止 C++ 程序調用具有“C”語言鏈接的函數，而該函數實際上是用 C++ 編寫的（可能在另一個編譯單元中，盡管這並不是必需的）。 這樣做會很奇怪，但很難排除。 我也沒有看到標准中的哪里說這樣做會導致未定義的行為（事實上，由於標准無法定義不是用 C++ 編寫的函數的行為，這將是沒有正式未定義行為的唯一用法）。

因此，我認為假設“C”鏈接意味着noexcept是錯誤的。

Answer 2

嗯，我假設extern "C"只使用 C-linkage，而不是 C 函數。 它可以防止編譯器執行C++ 名稱修改。

更直接 - 假設這段代碼。

// foo.cpp
extern "C" void foo()
{
    throw 1;
}

// bar.cpp
extern "C" void foo();
void bar()
{
    try
    {
        foo();
    }
    catch (int)
    {
        // yeah!
    }
}

Answer 3

Marc van Leeuwen 的回答是正確的：查找當前的工作草案，似乎沒有任何內容要求聲明extern "C"函數是隱式noexcept 。 有趣的是，標准 C++ 禁止 C++ 標准庫中的 C 標准庫函數拋出異常。 這些函數本身通常被指定為extern "C" （但這是定義的實現，參見16.4.3.3-2 ）。 查看第16.4.6.13 條[對異常處理的限制] 以及隨附的腳注174和175 。

C 標准庫中的函數不應拋出異常 [腳注 174]，除非此類函數調用程序提供的拋出異常的函數。 [腳注 175]

腳注 174：

174. 也就是說，C 庫函數都可以被視為標記為 noexcept。 這允許實現基於運行時不存在異常進行性能優化。

腳注 175：

函數 qsort() 和 bsearch() ([alg.c.library]) 滿足這個條件。

話雖如此，遵循與標准庫相同的策略通常是一個很好的設計指南，出於Marc van Leeuwen 的回答中提到的原因，我認為用戶定義的extern "C"函數也用noexcept指定是個好主意，除非它傳遞一個指向 C++ 函數的指針作為回調參數，如 qsort 等。 我用下面的代碼用clang10、gcc10做了一個小實驗：

#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <iostream>

extern "C" int cmp(const void* lhs, const void* rhs) noexcept;
extern "C" int non_throwing();

int main()
{
    constexpr int src[] = {10, 9, 8, 7, 6, 5};
    constexpr auto sz = sizeof *src;
    constexpr auto count = sizeof src / sz;

    int dest[count];
    int key = 7;

    std::cout << std::boolalpha
    // noexcept is unevaluated so no worries about UB here
        << "non_throwing: " << noexcept(non_throwing()) << '\n'
        << "memcpy: " << noexcept(std::memcpy(dest, src, sizeof dest)) << '\n'
        << "malloc: "<< noexcept(std::malloc(16u)) << '\n'
        << "free: " << noexcept(std::free(dest)) << '\n'
        << "exit: " << noexcept(std::exit(0)) << '\n'
        << "atexit: " << noexcept(std::atexit(nullptr)) << '\n'
        << "qsort: " << noexcept(std::qsort(dest, count, sz, cmp)) << '\n' // should fail
        << "bsearch: " << noexcept(std::bsearch(&key, dest, count, sz, cmp)) << '\n'; // should fail
}

gcc10 和 clang10 的輸出是：

non_throwing: false
memcpy: true
malloc: true
free: true
exit: true
atexit: true
qsort: false
bsearch: false

對於 msvc142，如果使用 /EHsc 編譯，則所有輸出顯然都是true 。 使用 /EHs，所有輸出都是假的，這使得 /EHsc 中的“c”必須嚴格遵守。

Answer 4

沒有任何地方說extern "C"函數是noexcept 。 另一方面，幾乎所有的 C 標准庫函數都是noexcept除非你做了一些奇怪的事情。 通常，這歸結為調用未定義的行為，但還有一些其他情況。 這些應該是全部：

• qsort()的函數指針參數可以拋出； 因此qsort()可以拋出。
• bsearch()也是如此。
• 您可以替換malloc() 、 realloc()和free() 。 如果你這樣做，這些可能會拋出。
• 在前一種情況下， calloc() 、 fopen() 、 fclose() 、 freopen() 、 system()和strdup()也可能拋出。 （ strdup()已定義但不保證存在。）
• setjmp()和catch(...)不要混用。 至少有一個平台將longjmp()實現為throw jmp_buf的邏輯等價物，從而導致catch(...)捕獲它。
• 未定義的行為可能會拋出。 一些系統實際上確實將 *NULL 實現為拋出異常，即使在編譯 C 代碼時，它也可以被catch(...) 。 如果您在任何地方執行未定義行為，則一旦代碼路徑不可撤銷地致力於達到未定義行為，整個程序就會未定義，因此這可能導致 C 標准庫函數拋出。

Answer 5

AC 函數foo可以調用一個用 C++ 編碼的函數bar ，聲明為extern "C" ，這樣bar就（可能間接地） throw一些 C++ 異常。

AC 函數foo （可能被某些 C++ 函數調用）可以調用longjmp，其運行時行為接近於異常拋出。

IIRC，第一個 C++ 編譯器 ( Cfront ) 已經使用longjmp生成 C 代碼來翻譯throw (和setjmp用於翻譯catch )。 當然，C++ 析構函數使事情復雜化。