简单的程序诠释C++ STL算法系列之十五：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 plaincopyprint? template <class T> void swap ( T& a, T& b )  
{  
  T c(a); a=b; b=c;  
}  
   

template <class T> void swap ( T& a, T& b )  {    T c(a); a=b; b=c;  }

      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 plaincopyprint? /******************************************************************* 
 * Copyright (C) Jerry Jiang 
 *                
 * File Name   : swap.cpp 
 * Author      : Jerry Jiang 
 * Create Time : 2012-3-24 4:19:31 
 * Mail        : jbiaojerry@gmail.com 
 * Blog        : http://blog.csdn.net/jerryjbiao  
 *                
 * Description : 简单的程序诠释C++ STL算法系列之十五                   
 *               变易算法 : 元素交换swap    
 *                
 ******************************************************************/  
  
#include <iostream>   
#include <algorithm>   
#include <vector>   
#include <iterator>   
  
using namespace std;  
  
int main ()   
{  
      
    int x = 10, y = 20;                         // x:10 y:20   
    swap(x, y);                              // x:20 y:10   
      
    vector<int> first (4, x), second (6, y);  // first:4x20 second:6x10   
    swap(first, second);                     // first:6x10 second:4x20   
      
    cout << "first contains:";  
    //使用一般的iterator方式输出first   
    for (vector<int>::iterator it=first.begin();  it != first.end(); ++it)  
    {  
        cout << " " << *it;  
    }  
    cout << endl;  
  
    cout << "second contains: ";  
    //使用copy()来实现second的输出   
    copy(second.begin(), second.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));  
    cout << endl;  
      
    return 0;  
}  

/*******************************************************************   * Copyright (C) Jerry Jiang   *                  * File Name   : swap.cpp   * Author      : Jerry Jiang   * Create Time : 2012-3-24 4:19:31   * Mail        : jbiaojerry@gmail.com   * Blog        : http://blog.csdn.net/jerryjbiao    *                  * Description : 简单的程序诠释C++ STL算法系列之十五                     *               变易算法 : 元素交换swap      *                  ******************************************************************/    #include <iostream>  #include <algorithm>  #include <vector>  #include <iterator>    using namespace std;    int main ()   {      int x = 10, y = 20;                         // x:10 y:20   swap(x, y);                              // x:20 y:10      vector<int> first (4, x), second (6, y);  // first:4x20 second:6x10   swap(first, second);                     // first:6x10 second:4x20      cout << "first contains:";   //使用一般的iterator方式输出first   for (vector<int>::iterator it=first.begin();  it != first.end(); ++it)   {    cout << " " << *it;   }   cout << endl;     cout << "second contains: ";   //使用copy()来实现second的输出   copy(second.begin(), second.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));   cout << endl;      return 0;  }

          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 plaincopyprint? vector< T >().swap(X)  

vector< T >().swap(X)

        下面我们通过一个简单的示例来show一下：

[cpp] view plaincopyprint? /******************************************************************* 
 * Copyright (C) Jerry Jiang 
 *                
 * File Name   : swap.cpp 
 * Author      : Jerry Jiang 
 * Create Time : 2012-3-24 4:19:31 
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 * Blog        : http://blog.csdn.net/jerryjbiao  
 *                
 * Description : 简单的程序诠释C++ STL算法系列之十五                   
 *               成员函数swap实现容器的内存释放    
 *                
 ******************************************************************/  
  
#include <iostream>   
#include <algorithm>   
#include <vector>   
#include <iterator>   
  
using namespace std;  
  
int main ()   
{  
    int x = 10;  
    vector<int> myvector(10000, x);    
  
    //这里打印仅仅是元素的个数不是内存大小   
    cout << "myvector size:"  
         << myvector.size()  
         << endl;  
  
    //swap交换函数释放内存：vector<T>().swap(X);   
    //T:int ; myvertor代表X   
    vector<int>().swap(myvector);  
  
    //两个输出仅用来表示swap前后的变化   
    cout << "after swap :"  
         << myvector.size()  
         << endl;  
  
    return 0;  
}  

/*******************************************************************   * Copyright (C) Jerry Jiang   *                  * File Name   : swap.cpp   * Author      : Jerry Jiang   * Create Time : 2012-3-24 4:19:31   * Mail        : jbiaojerry@gmail.com   * Blog        : http://blog.csdn.net/jerryjbiao    *                  * Description : 简单的程序诠释C++ STL算法系列之十五                     *               成员函数swap实现容器的内存释放      *                  ******************************************************************/    #include <iostream>  #include <algorithm>  #include <vector>  #include <iterator>    using namespace std;    int main ()   {   int x = 10;   vector<int> myvector(10000, x);       //这里打印仅仅是元素的个数不是内存大小   cout << "myvector size:"     << myvector.size()     << endl;     //swap交换函数释放内存：vector<T>().swap(X);   //T:int ; myvertor代表X   vector<int>().swap(myvector);     //两个输出仅用来表示swap前后的变化   cout << "after swap :"     << myvector.size()     << endl;     return 0;  }

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。