C++之考慮寫出一個不抛出異常的swap函數（25）---《Effective C++》

條款25：考慮寫出一個不抛出異常的swap函數

對于swap的一般是實作，我們可以參考以下代碼，這也是預設情況下标準庫提供的swap算法：

namespace std{
    template<typename T>
    void swap(T& a,T& b){
        T temp(a);
        a=b;
        b=temp;
    }
}
           

隻要類型T支援copying（通過copy構造函數和copy assignment操作符完成），預設的swap是吸納代碼就會幫你置換類型為T的對象那個，你不需要為此另外在做任何工作！

那麼，預設的swap函數可能有什麼問題呢？我們看到在上面代碼中，進行了三個對象的複制，如果對象占用的記憶體結構比較大呢？複制操作很費時間、将會吃掉很大記憶體，是以，我們想要設計一種節約資源的方式！

為了解決這個問題，我們采用了“pimpl手法”，pimpl手法是“pointer to implement”的縮寫，我們針對記憶體結構比較大的類，設計了如下的方式：

class WidgetImpl{
public:
    ...
private:
    int a,b,c;
    std::vector<double> v;
    ...
};
           

namespace std{
    template<>
    void swap<Widget>(Widget& a,Widget& b){
        a.swap(b);
    }
class Widget{
public:
    Widget(const Widget& rhs);
    Widget& operator=(const Widget& rhs){
    ...
    *pImpl=*(rhs.pImpl);
    ...
    }
    void swap(Widget& other){
        using std::swap;
        swap(pImpl,other.pImpl);
    }
    ...
private:
    WidgetImpl* pImpl;
};
           

這下我們對兩個對象的交換就變成對指針進行交換，很明顯速度會得到很大程度的提升，同時記憶體資源也可以沒那麼吃緊，顯然這種方法更受歡迎！

C++的坑這麼多？你以為這就完了？too naive了吧，如果兩個class都是class template呢？怎麼解決，即

template <typename T>
class WidgetImpl{...};
template <typename T>
class Widget{...};
           

那麼，我們找一種解決方法吧！如下所示：

namespace WidgetStuff{
    template <typename T>
    class Widget{...}
    template <typename T>
    class WidgetImpl{...}
    ...
    template<typename T>
    void swap(Widget<T>& a,Widget<T> &b){
        a.swap(b);
    }
}
           

這下，我們想要交換兩個Widget對象，C++會根據名稱查找法則找出WidgetStuff中的Widget專屬版本！

要點：

1）提供一個public swap成員函數，讓它來高效極愛哦換你的類型的兩個對象值，這個函數絕不該抛出異常；

2）在你的class或template所在的命名空間内提供一個non-member swap，并令它調用上述的swap成員函數；

3）如果你正編寫一個class，為你的class特化std::swap，并令它調用你的swap成員函數。

總結：

1）當std::swap對你所設計的類型的效率不高時候，提供一個swap成員函數，并确定這個函數不抛出異常；

2）如果你提供一個member swap，也該提供一個non-member swap用來調用前者。對于classes也該特化std::swap;

3）調用swap時候應該針對std::swap使用using聲明式，然後調用swap并且不帶任何“命名空間資格修飾”；

4）為“使用者定義類型”進行std templates全特化是好的，但千萬不要嘗試在std中加入某些對std而言全新的東西！