原则25:考虑写出一个不抛出异常的swap函数

Effective C++中第25个原则,颇为复杂,作者用了很长的篇幅来讲这个原则,我在理解这个原则上也花了不少功夫。
我还是先叙述一下这个作者所述的例子吧。
话说在STL有这么一个泛型算法名叫SWAP,其功能如其名,就是用来交换,它能交换两个类型的对象,那更不用说内置类型,因为内置类型也可以说是某种类型的对象吧,只要被交换类型支持复制COPY操作就行。但是这个泛型算法的思路还是让一个临时变量tmp先接收一个对象a,然后把另一个对象b赋给这个对象a,之后再把这个临时变量tmp的值再赋给a。思路很简单,也很正常,然后在某些情况下这种做法带来的却是效率的低下。
作者举了一个常见的场景,那就是用指针指向一个对象的时候(pimpl,pointer to implementaion)这种做法具体就是一个类A用来操作指针,这个指针指向类B,另一个类B中的内容才是实质的内容。指针很小,但是对象很庞大,这个时候你再用复制的方法来交换那花费的时间就不是一般两般的长了,占用的临时空间也非常大。如果用泛型算法SWAP来交换两个A对象的话,因为A对象中有指针已经指向了B的对象,再加上SWAP中间的临时变量tmp,那么SWAP不仅仅赋值了3个A对象,而且还复制了3个B对象,而后者并不是我们想要的,其效率之低下由此可见一斑。而我们想要的只是进行到A的指针就可以了。
那这个时候该怎么办呢?那我们就私人定制一个A类专属的SWAP好了,这就是所谓的SWAP针对A类的特化。具体的做法就是弄一个全特化的SWAP版本,用它来交换给定对象中所包含的指针,然而这一版本并不能成功因为这个指针是私有的。解决这个问题的办法你可以考虑使用友元函数,但是基于友元函数对于封装性的破坏,我们能不用就不用。所以最好的做法就是声明一个A类的公有成员函数SWAP,然后在这个公有成员的SWAP函数里面调用泛型算法只用来交换指针,这样它就能访问A的私有成员指针了。同时,在同一命名空间下再声明一个非成员函数的SWAP,它的参数被特化为A类型,这样它直接调用实参对象,也就是A类型对象的公有接口SWAP就可以完成交换了。而这种做法也恰恰符合了STL的风格。
不过,上面这种做法并不适合泛型函数级别上进行偏特化,因为C++只允许对泛型类级别上进行。那一般而言应对这种情况的做法就是写一个重载函数,这个重载函数只有参数是特化的。不过,不要往std里面添加重载的泛型函数,也可以说成是你不要往std里面添加新东西,因为这些都是标准。所以,你还是自己弄个命名空间然后把这些放到里面去。
有的时候纯粹是为了方便,你希望你的特化SWAP被最大化使用,你还是应该在你自定义的命名空间内std的特化版本SWAP和本类的专版,这样编译器就会根据实参的具体类型自动选择最合适的版本了。
另外,SWAP作为成员函数决不能抛出异常,因为它是帮助类提供一个异常安全性的保障。不过这一点不适用于非成员函数的SWAP,因为它是基于拷贝构造函数和拷贝赋值操作符函数,而这两者是可能抛出异常的。一个规律就是你的SWAP效率越高,它的异常安全性越好,一个特例就是当SWAP操作内置类型时SWAP根本不可能抛出异常。
什么是全特化?就是凡事涉及到泛型类型的地方都用特定类型代替之。
什么是偏特化?就是非全特化。
通过上述内容作者想表达3个观点:
1、当那个泛型SWAP效率实在低下时,你自己写一个,但是要确保不抛出异常;
2、如果你的SWAP是成员函数,那你一定要用一个非成员函数来调用这个成员SWAP,并且特化一个std::SWAP;
3、不要往std里添加全新的东西。

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