C++异常处理开销 异常与错误码对比

异常处理在无异常时开销小，但异常抛出后代价高；错误码性能稳定但易被忽略。应根据错误类型和性能需求选择：罕见错误用异常，常见错误用错误码，性能敏感场景优先错误码或禁用异常，C++23中std::expected提供折中方案。

在C++中，异常处理和错误码是两种常见的错误管理方式。它们各有优劣，尤其在性能和代码可读性方面存在明显差异。理解它们的开销和适用场景，有助于在实际开发中做出合理选择。

异常处理的运行时开销

现代C++的异常机制采用“零成本”模型：在不抛出异常的情况下，try块本身几乎不带来额外的性能开销。编译器通过生成额外的元数据（如 unwind 表）来支持栈展开，这些数据存储在只读段中，不会影响正常执行路径。

但一旦发生异常，开销显著增加：

• 栈展开：需要逐层析构局部对象，调用析构函数，这个过程可能很耗时
• 异常对象构造与传递：throw 表达式会构造异常对象，通过栈安全地传递到匹配的 catch 块
• 控制流跳转：不同于普通函数调用，异常跳转需要查找匹配的处理器，涉及运行时搜索

频繁抛出异常（如用于流程控制）会导致性能急剧下降，远不如常规控制流高效。

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错误码的实现与成本

错误码通过返回值（如 int、bool、std::error_code）传递错误信息，典型用法如下：

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其优势在于：

• 可预测的性能：没有额外的元数据或运行时查找，错误处理路径也是普通代码路径
• 易于优化：编译器能更好地内联和优化错误码检查
• 确定性：错误处理逻辑显式可见，不依赖运行时机制

缺点是容易被忽略，且深层调用链中传递错误码可能繁琐，影响代码可读性。

异常 vs 错误码：使用建议

选择哪种方式，应基于错误的性质和性能要求：

• 用异常处理罕见、不可恢复的错误，如配置文件缺失、内存分配失败。这类错误不应影响正常路径性能
• 用错误码处理常见或预期中的错误，如用户输入错误、网络超时。避免抛出异常作为控制流手段
• 在性能敏感场景（如高频交易、嵌入式系统），优先使用错误码，或禁用异常（-fno-exceptions）
• 现代C++中，std::expected<T, E>（C++23）提供了一种兼具类型安全和性能的折中方案，适合可恢复错误

基本上就这些。异常不是免费的，但也不是不能用。关键是分清“异常情况”和“正常错误”，合理设计接口语义。

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