Кратко и по делу — различия, поведение и что это значит для интерфейса библиотеки.
1) throw-by-value
- Что происходит: при выполнении `throw expr;` создаётся объект исключения в специальном хранилище (exception object) — из `expr` копируется или перемещается объект.
- Последствия: если `expr` имеет тип производного класса, но бросают в тип базового (или ловят по значению базовым типом), происходит срезание (slicing).
- Копирования/перемещения: создаётся объект исключения, затем при `catch` по значению выполняется ещё одно копирование/перемещение. Т.е. при `catch(T e)` будет дополнительно ещё одно копирование.
- Рекомендация: бросать объекты (не примитивы, не указатели), обычно `throw MyError("msg");` где `MyError` — значение.
Пример:
```
struct Base { virtual const char* what() const; };
struct Derived : Base { int extra; };
throw Derived(); // exception object — Derived
catch(Base b) { ... } // slicing: b — только Base
```
2) catch-by-reference
- Поведение: `catch(const T& e)` связывает ссылку с exception object, без дополнительного копирования, и сохраняет динамический тип (можно использовать виртуальные методы).
- Почему обычно `const &`: защищает от нежелательных модификаций и позволяет ловить как базовый тип для полиморфизма.
- Рекомендация: в обработчиках исключений предпочитать `catch(const T&)` (или `catch(T const&)`) вместо `catch(T)`.
Пример правильного ловчего:
```
try { ... }
catch (const std::exception& e) { std::cerr << e.what(); } // сохраняется динамический тип
```
3) noexcept
- Что означает: `noexcept` у функции обещает, что функция не бросит исключение. Если она бросит — поведение: вызов `std::terminate()`.
- Использование: `void f() noexcept;` или с выражением `noexcept(expr)`.
- Влияние на оптимизацию и семантику: стандартные контейнеры используют `noexcept` при выборе между копированием и перемещением (например, при реаллокации `std::vector` предпочитает перемещение, только если перемещение помечено `noexcept`).
- Деструкторы: по умолчанию `noexcept(true)`; если деструктор бросит — программа завершается.
- Рекомендация: помечайте как `noexcept` те функции, которые действительно не бросают (особенно move-ctor/assignment), чтобы повысить производительность и предсказуемость.
4) Последствия для интерфейса библиотеки
- Контракты и ожидания:
- Ясно документируйте, какие функции могут бросать и какие типы исключений.
- Для критичных/низкоуровневых API (особенно C-ABI) избегайте бросания через границу: используйте `std::error_code`, возвращаемые статусы или отдельные "throwing" и "noexcept" варианты API.
- Типы исключений и ABI:
- Экспортируйте стабильные типы исключений, наследующие от `std::exception`, чтобы пользователи могли ловить по `const std::exception&`.
- Не полагайтесь на реализацию копирования исключений в разных компиляторах/версиях — ABI-совместимость важна.
- Производительность:
- Пометка move-конструкторов как `noexcept` улучшает производительность контейнеров при перемещениях; библиотека должна стараться делать move `noexcept`, если это безопасно.
- Обработка на границах потоков/модулей:
- Исключения не должны пересекать границы C API, плагины или внешние языки — это может вызвать undefined behaviour; в таких местах переводите исключения в коды ошибок или `std::terminate`.
- Практические рекомендации для библиотеки:
- Бросайте объекты по значению, длиной жизни и логикой исключения — но пусть они наследуют от `std::exception`.
- Ловите по `const &`.
- Помечайте `noexcept` те функции, которые не должны бросать (особенно move/dtor).
- Документируйте гарантии исключений (basic/strong/no-throw).
- Предоставляйте альтернативы без исключений (error_code/expected) для API, где важна эксплуатационная предсказуемость или совместимость.
Краткая сводка:
- throw-by-value — создаёт exception object (возможны копирования/slicing).
- catch-by-reference — предотвращает копирование и срезание; предпочтительный способ ловли.
- noexcept — обещание «не бросать», при нарушении — terminate; важно для оптимизаций и интерфейсной предсказуемости.
Это то, что прямо влияет на дизайн и совместимость библиотеки: документируемая модель исключений, корректные сигнатуры (`noexcept` там, где нужно), и предпочтение `catch(const T&)` в коде обработки.