[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 = 0; 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+1];  
    for (unsigned short i = 0;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+1];  
    for (unsigned short i = 0;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.