简单的程序诠释C++ STL swap

  相信大家看到swap这个词都一定不会感到陌生，甚至会有这样想法：这不就是简单的元素交换嘛。的确，swap交换函数是仅次于Hello word这样老得不能老的词，然而，泛型算法东风，这个小小的玩意儿却在C++ STL中散发着无穷的魅力。本文不仅详细地阐述STL泛型算法swap，并借助泛型算法这股东风，展现STL容器中swap成员函数的神奇魅力。注意哦，泛型算法swap和容器中的swap成员函数，这是两个不同角度和概念哦！

     一、泛型算法swap

      老规矩，我们先来看看swap的函数原型：

[cpp] view plaincopy

1. template <class T> void swap ( T& a, T& b )  
2. {  
3.   T c(a); a=b; b=c;  
4. }  
5.    

      函数原型超级简单吧，这里我们就不做过多的解释啦，下面我们还是通过一个简单的示例来熟悉熟悉它的使用吧。

      程序示例：

[cpp] view plaincopy

1. /******************************************************************* 
2.  * Copyright (C) Jerry Jiang 
3.  *                
4.  * File Name   : swap.cpp 
5.  * Author      : Jerry Jiang 
6.  * Create Time : 2012-3-24 4:19:31 
7.  * Mail        : [e-mail] 
8.  * Blog        : http://blog.csdn.net/jerryjbiao  
9.  *                
10.  * Description : 简单的程序诠释C++ STL算法系列之十五                   
11.  *               变易算法 : 元素交换swap    
12.  *                
13.  ******************************************************************/  
14.   
15. #include <iostream>  
16. #include <algorithm>  
17. #include <vector>  
18. #include <iterator>  
19.   
20. using namespace std;  
21.   
22. int main ()   
23. {  
24.       
25.     int x = 10, y = 20;                         // x:10 y:20  
26.     swap(x, y);                              // x:20 y:10  
27.       
28.     vector<int> first (4, x), second (6, y);  // first:4x20 second:6x10  
29.     swap(first, second);                     // first:6x10 second:4x20  
30.       
31.     cout << "first contains:";  
32.     //使用一般的iterator方式输出first  
33.     for (vector<int>::iterator it=first.begin();  it != first.end(); ++it)  
34.     {  
35.         cout << " " << *it;  
36.     }  
37.     cout << endl;  
38.   
39.     cout << "second contains: ";  
40.     //使用copy()来实现second的输出  
41.     copy(second.begin(), second.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));  
42.     cout << endl;  
43.       
44.     return 0;  
45. }  

          上面示例程序十分简单，只是为了巩固前文中copy算法的使用，我在程序中采用了两种方式进行输出，好了，泛型算法swap我们就不再废话了，现在我们来看看本文中的重头戏吧。

        二、容器中的成员函数swap

        在容器vector中，其内存占用的空间是只增不减的，比如说首先分配了10,000个字节，然后erase掉后面9,999个，则虽然有效元素只有一个，但是内存占用仍为10,000个。所有内存空间在vector析构时回收。

     一般，我们都会通过vector中成员函数clear进行一些清除操作，但它清除的是所有的元素，使vector的大小减少至0，却不能减小vector占用的内存。要避免vector持有它不再需要的内存，这就需要一种方法来使得它从曾经的容量减少至它现在需要的容量，这样减少容量的方法被称为“收缩到合适（shrink to fit）”。（节选自《Effective STL》）如果做到“收缩到合适”呢，嘿嘿，这就要全仰仗“Swap大侠”啦，即通过如下代码进行释放过剩的容量：

[cpp] view plaincopy

1. vector< T >().swap(X)  

        下面我们通过一个简单的示例来show一下：

[cpp] view plaincopy

1. /******************************************************************* 
2.  * Copyright (C) Jerry Jiang 
3.  *                
4.  * File Name   : swap.cpp 
5.  * Author      : Jerry Jiang 
6.  * Create Time : 2012-3-24 4:19:31 
7.  * Mail        : [e-mail] 
8.  * Blog        : http://blog.csdn.net/jerryjbiao  
9.  *                
10.  * Description : 简单的程序诠释C++ STL算法系列之十五                   
11.  *               成员函数swap实现容器的内存释放    
12.  *                
13.  ******************************************************************/  
14.   
15. #include <iostream>  
16. #include <algorithm>  
17. #include <vector>  
18. #include <iterator>  
19.   
20. using namespace std;  
21.   
22. int main ()   
23. {  
24.     int x = 10;  
25.     vector<int> myvector(10000, x);    
26.   
27.     //这里打印仅仅是元素的个数不是内存大小  
28.     cout << "myvector size:"  
29.          << myvector.size()  
30.          << endl;  
31.   
32.     //swap交换函数释放内存：vector<T>().swap(X);  
33.     //T:int ; myvertor代表X  
34.     vector<int>().swap(myvector);  
35.   
36.     //两个输出仅用来表示swap前后的变化  
37.     cout << "after swap :"  
38.          << myvector.size()  
39.          << endl;  
40.   
41.     return 0;  
42. }  

swap交换技巧实现内存释放思想：vector()使用vector的默认构造函数建立临时vector对象，再在该临时对象上调用swap成员，swap调用之后对象myvector占用的空间就等于一个默认构造的对象的大小，临时对象就具有原来对象v的大小，而该临时对象随即就会被析构，从而其占用的空间也被释放。

std::vector<T>().swap(X)

作用相当于：

{

std::vector<T>  temp(X);

temp.swap(X);

}

    注意：并不是所有的STL容器的clear成员函数的行为都和vector一样。事实上，其他容器的clear成员函数都会释放其内存。比如另一个和vector类似的顺序容器deque。