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boost::swap是对标准库里的std::swap 的增强和泛化#xff0c;为交换两个变量#xff08;可以是int等内置数据类型#xff0c;或者是类实例、容器#xff09;的值提供了便捷的方法。
为了使用boost::swap#xff0c;需要包含头文件boost/swap.hpp#xff…swap
boost::swap是对标准库里的std::swap 的增强和泛化为交换两个变量可以是int等内置数据类型或者是类实例、容器的值提供了便捷的方法。
为了使用boost::swap需要包含头文件boost/swap.hpp即
#includeboost/swap.hpp原理
C98标准中的std::swap()
templatetypename T
void swap(Ta, T b)
{T tmp(a);a b;b temp;
}从代码中可以看出std::swap()要求交换的对象必须是可拷贝构造和可拷贝赋值的它提供的是最通用同时也是效率最低的方法需要进行一次复制构造和两次赋值操作如果交换的对象很大那么运行代价会相当昂贵。
C11标准中使用转移语义对std::swap()进行了优化避免了拷贝的代价。
templatetypename T
void swap(T a, T b)
{T tmp std::move(a); //move, 把a偷到tmpa std::move(b); //move, 把b偷到ab std::move(tmp); //move, 把tmp偷到b
}但不是所有的类都实现了自己的转移构造和赋值函数的而且编译器的支持也是个必须考虑的问题所以对于我们自己写的类最好能够实现优化的swap()来提高效率。
解决方案有两种第一种方案是直接利用函数重载编写一个同名的 swap_函数这个swap()再调用类内部的高效成员交换函数这样编译器在编译时就不会使用std::swap()。第二种方案是使用ADrR查找模板特化的 std::swap。这两种方案就是 boost::swap的工作原理。
boost::swap查找有无针对类型T的std::swap()的特化或者通过ADL查找模板特化的 swap()如果有则调用如果两种查找都失败时则退化为std::swap()。此外boost::swap还增加了一个很实用的功能——对C内建数组交换的支持已经被收入C11标准。
boost::swap()函数的声明是
templateclass T1, class T2
void swap(T1 left, T2 right);由于boost::swap()与std::swap()同名所以我们不能使用using语句打开boost名字空间应该总以boost名字空间限定的方式调用它。
交换数组
boost::swap可以直接交换两个数组的内容但要求参与交换的两个数组必须具有相同的长度。下面的代码使用标准库算法 fill_n 将两个数组分别赋值为5和20然后调用boost::swap()交换
int a1[10]; //两个数组
int a2[10];std::fill_n(a1, 10, 5); //fill_n赋初始值
std::fill_n(a2, 10, 20);boost::swap(a1, a2); //交换两个数组的内容boost::swap交换数组内容的实现很简单它使用了一个for循环对数组中的每个元素调用单个元素版的boost::swap完成整个数组内容的交换。在上面的代码执行后a1中元素的值将为20而a2中元素的值将为5。
如果企图用boost::swap 交换两个长度不相同的数组那么将无法通过编译
int a1[10], a2[12]; //两个长度不相同的数组
boost::swap(a1, a2); //发生编译错误特化std::swap
接下来我们用一个简单的三维空间的点 point 作为例子示范模板特化的方法使用boost::swap。它实现了内部高效的交换函数
class point
{int x, y, z;
public:explicit point(int a 0, int b 0, int c 0) :x(a), y(b), z(c) {}void print()const{cout x , y , z endl;}void swap(point p) //内置高效交换函数{std::swap(x, p.x);std::swap(y, p.y);std::swap(z, p.z);cout inner swap endl;}
};特化std::swap()的方法需要向std名字空间添加自定义函数
namespace std
{templatevoid swap(point x, point y){ x.swap(y); }
}int main()
{point a(1,2,3), b(4,5,6);cout std::swap endl;std::swap(a,b); //调用std::swapcout boost::swap endl;boost::swap(a, b); //调用boost::swap
}由于我们在名字空间特化了std::swap因此boost::swap与std::swap的效果相同都使用了特化后的swap函数。
特化ADL可找到的swap
依然使用刚才的point类但这次我们不变动std名字空间而是在全局域实现swap函数
void swap(point x, point y) //全局域的swap函数
{ x.swap(y); }int main()
{point a(1,2,3), b(4,5,6);cout std::swap endl;std::swap(a,b); //调用std::swapcout boost::swap endl;boost::swap(a,b); //调用boost::swap
}这段代码的运行结果与之前的特化std::swap有明显不同std::swap使用了标准的交换操作而 boost::swap通过ADL 规则找到了全局名字空间的特化交换函数实现了高效的交换。
如果读者担心在全局名字空间编写自由函数 swap 会造成名字“污染”则可以把特化的swap加入到boost名字空间或者其他ADL可以找到的名字空间。
代码示例
#include iostream
using namespace std;#include boost/core/swap.hpp
#include boost/assign.hpp//
void case1()
{using namespace boost::assign;int a1[10];int a2[10];std::fill_n(a1, 10, 5);std::fill_n(a2, 10, 20);boost::swap(a1, a2);}//
class point
{int x, y, z;
public:explicit point(int a 0, int b 0, int c 0) :x(a), y(b), z(c) {}void print()const{cout x , y , z endl;}void swap(point p){std::swap(x, p.x);std::swap(y, p.y);std::swap(z, p.z);cout inner swap endl;}
};//namespace std
//{
//template
//void swap(point x, point y) //模板特化swap函数
//{ x.swap(y);}
//}namespace boost {void swap(point x, point y){x.swap(y);}
}void case2()
{point a(1, 2, 3), b(4, 5, 6);cout std::swap endl;std::swap(a, b);cout boost::swap endl;boost::swap(a, b);
}//int main()
{case1();case2();
}
