[020]转--C++ swap函数

原文来自：http://www.cnblogs.com/xloogson/p/3360847.html

1.C++最通用的模板交换函数模式：创建临时对象，调用对象的赋值操作符

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

需要构建临时对象，一个拷贝构造，两次赋值操作。

2.针对int型优化：

 void swap(int & __restrict a, int & __restrict b)
 {
 　　a ^= b;
 　　b ^= a;
 　　a ^= b;
 } 

无需构造临时对象，异或。

因为指针是int，所以基于这个思路可以优化1：

 template <typename T> void Swap(T & obj1,T & obj2)
 {
     unsigned char * pObj1 = reinterpret_cast<unsigned char *>(&obj1);
     unsigned char * pObj2 = reinterpret_cast<unsigned char *>(&obj2);
     for (unsigned long x = ; x < sizeof(T); ++x)
     {
         pObj1[x] ^= pObj2[x];
         pObj2[x] ^= pObj1[x];
         pObj1[x] ^= pObj2[x];
     }
 }

可以省下拷贝构造的过程。

3.针对内建类型的优化：  int, float, double 等，甚至重载运算符的用户自定义类型：向量，矩阵，图像等。。。

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

// 无需构造临时变量。使用基本运算操作符。

4.swap的一些特化：std::string, std::vector各自实现了swap函数

string:

 template<class _Ty,
     class _Alloc> inline
     void swap(vector<_Ty, _Alloc>& _Left, vector<_Ty, _Alloc>& _Right)
     {   // swap _Left and _Right vectors
     _Left.swap(_Right);
     }
     void swap(_Myt& _Right)
         {   // exchange contents with _Right
         if (this == &_Right)
             ;   // same object, do nothing
         else if (this->_Alval == _Right._Alval)
             {   // same allocator, swap control information
  #if _HAS_ITERATOR_DEBUGGING
             this->_Swap_all(_Right);
  #endif /* _HAS_ITERATOR_DEBUGGING */
             this->_Swap_aux(_Right);
             _STD swap(_Myfirst, _Right._Myfirst);
             _STD swap(_Mylast, _Right._Mylast);
             _STD swap(_Myend, _Right._Myend);
             }
         else
             {   // different allocator, do multiple assigns
             this->_Swap_aux(_Right);
             _Myt _Ts = *this;
             *this = _Right;
             _Right = _Ts;
             }
         }  

vector:

 template<class _Elem,
     class _Traits,
     class _Alloc> inline
     void __CLRCALL_OR_CDECL swap(basic_string<_Elem, _Traits, _Alloc>& _Left,
         basic_string<_Elem, _Traits, _Alloc>& _Right)
     {   // swap _Left and _Right strings
     _Left.swap(_Right);
     }
     void __CLR_OR_THIS_CALL swap(_Myt& _Right)
         {   // exchange contents with _Right
         if (this == &_Right)
             ;   // same object, do nothing
         else if (_Mybase::_Alval == _Right._Alval)
             {   // same allocator, swap control information
  #if _HAS_ITERATOR_DEBUGGING
             this->_Swap_all(_Right);
  #endif /* _HAS_ITERATOR_DEBUGGING */
             _Bxty _Tbx = _Bx;
             _Bx = _Right._Bx, _Right._Bx = _Tbx;
             size_type _Tlen = _Mysize;
             _Mysize = _Right._Mysize, _Right._Mysize = _Tlen;
             size_type _Tres = _Myres;
             _Myres = _Right._Myres, _Right._Myres = _Tres;
             }
         else
             {   // different allocator, do multiple assigns
             _Myt _Tmp = *this;
             *this = _Right;
             _Right = _Tmp;
             }
         }  

第二个swap(Right)进行判断，如果使用了相同的分配器，则直接交换控制信息，否则调用string::operator=进行拷贝赋值。。。所以建议优先使用swap函数，而不是赋值操作符。

5.Copy and  Swap idiom

目的：C++异常有三个级别：基本，强，没有异常。通过创建临时对象然后交换，能够实现重载赋值操作符的强异常安全的执行。

Loki中智能指针 临时变量跟this交换，临时变量自动销毁~

1 SmartPtr& operator=(SmartPtr<T1, OP1, CP1, KP1, SP1, CNP1 >& rhs)
2 {
3     SmartPtr temp(rhs);
4     temp.Swap(*this);
5     return *this;
6 }  

boost::share_ptr，share_ptr定义了自己的swap函数。

 shared_ptr & operator=( shared_ptr const & r ) // never throws
 {
     this_type(r).swap(*this);
     return *this;
 }
 void swap(shared_ptr<T> & other) // never throws
 {
     std::swap(px, other.px);
     pn.swap(other.pn);
 }  

String::opreator=函数的优化：

最一般的写法，特点：使用const string& 传参防止临时对象。

 String& String::operator =(const String & rhs)
 {
     if (itsString)
         delete [] itsString;
     itsLen = rhs.GetLen();
     itsString = new char[itsLen+];
     for (unsigned short i = ;i<itsLen;i++)
         itsString[i] = rhs[i];
     itsString[itsLen] = '/0';
     return *this;
 }  

优化1，防止自我间接赋值，a = b; c = b; a = c; 如果没有第一个if判断，当把c赋给a的时候，删除了a.itsString，后面的拷贝就会出错。注意是if(this==&rhs), 而不是if(*this==rhs) .

 String& String::operator =(const String & rhs)
 {
     if (this == &rhs)
         return *this;
     if (itsString)
         delete [] itsString;
     itsLen=rhs.GetLen();
     itsString = new char[itsLen+];
     for (unsigned short i = ;i<itsLen;i++)
         itsString[i] = rhs[i];
     itsString[itsLen] = '/0';
     return *this;
 }  

优化2，不进行拷贝赋值，只是交换控制信息，而且是强异常安全：

 String & String::operator = (String const &rhs)
 {
     if (this != &rhs)
         String(rhs).swap (*this); // Copy-constructor and non-throwing swap
     // Old resources are released with the destruction of the temporary above
     return *this;
 }  

优化3，以最原始的传值方式传参，避免临时对象创建：

 String & operator = (String s) // the pass-by-value parameter serves as a temporary
 {
    s.swap (*this); // Non-throwing swap
    return *this;
 }// Old resources released when destructor of s is called.