《Effective C++》item25：考虑写出一个不抛异常的swap函数
std::swap（）是个很有用的函数，它可以用来交换两个变量的值，包括用户自定义的类型，只要类型支持copying操作，尤其是在STL中使用的很多，例如：
int main(int argc, _TCHAR* argv[]) { int a[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; vector<int> vec1(a, a + 4); vector<int> vec2(a + 5, a + 10); swap(vec1, vec2); for (int i = 0; i < vec1.size(); i++) { cout<<vec1[i]<<" "; } return 0; }
上面这个例子实现的是两个vector的内容的交换，有了swap函数，省去了很多的麻烦！What a fucking convenient!
一、swap的原理
缺省的swap的原理其实很简单，就是将两对象的值彼此赋予对方，其实现过程大致如下：
swap的实现是通过被交换类型的copy构造函数和赋值操作符重载实现的，会涉及到三个对象的复制。所以说，要对自定义的类型调用swap实现交换，必须首先保证自定义类型的copy构造函数和赋值操作符重载函数。
二、swap的缺陷
缺省的swap最主要的问题就是：当对象内部包含指针成员时，它不仅要复制3三次被交换的对象，还要复制3次对象成员，而且复制的是指针对象所指向的内容！例如：
一旦要置换两个Line对象值，swap需要复制三个Line，还要复制六个Point对象，详细可以看赋值运算符重载函数，这样是非常低效的，尤其是当Line的数据成员非常庞大的时候，实际上我们只需要交换各自成员的指针就可以了！
三、swap的改进方案
我们希望告诉std::swap：当Line被置换时，真正该做的是置换骑内部的px和py指针。实现这个过程有几个方案，我们先看最简单的方案：
方案一：将std::swap针对Line特化
C++规定：通常不允许改变std命名空间内的任何东西，但是可以为标准template（如swap）制造特化版本，使他专属于我们自己的class（例如Line）。
根据这个性质，我们可以对std:swap针对Line进行特化。我们可以这样特化swap：
在这个代码中，“template<>”表示它是std::swap的一个全特化版本，函数名之后的“<Line>"表示这一特化版本针对”T是Line”而设计。
完整的方案如下：
// SwapTest.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 #include "stdafx.h" #include <iostream> #include <vector> using namespace std; class Point{ private: int x,y; public: Point():x(0),y(0){}; Point(int a, int b):x(a),y(b){}; void Print(){ cout<< x << " "<< y <<endl; } int GetX(){ return x; } int GetY(){ return y; } }; class Line{ private: Point *px, *py; public: Line():px(),py(){}; Line(int a,int b,int c,int d):px(new Point(a,b)), py(new Point(c, d)){}; void swap(Line& l){ //Line成员函数，用以实现指针成员交换 cout<<"swap of Line is called......"<<endl; using std::swap; swap(px, l.px); // 交换指针 swap(py, l.py); } void Print(){ cout<<"( "<<px->GetX()<<" "<<px->GetY()<<" "<<py->GetX()<<" "<<py->GetY()<<" )"<<endl; } }; namespace std{ template<> void swap<Line>(Line& l1, Line& l2){ // std::swap()的特化版本，std::swap()只可以特化，不可以重载 cout<<"swap of std is called......"<<endl; l1.swap(l2); } } int main(int argc, _TCHAR* argv[]) { Line l1(1,1,2,2), l2(3,3,4,4); swap(l1, l2); l1.Print(); return 0; }
在这个例子中，一共出现了5次swap这个函数：
第一次是main中调用的swap，这个调用的是我们自定义的std::swap()的特化版本
第二次是我们自己定义的std::swap()对Line类型的特化，在函数名前面有“template<>”
第三次是对Line特化的swap中调用的swap，也就是l1.swap(l2)，这个很明显是调用Line类型的swap()成员函数
第四次是Line类型中的成员函数，void swap(Line& l)，这个public函数的目的是供给非Line成员函数调用的，也就是特化版本的swap，因为只有类的成员函数才可以调用类的private成员变量
第五次是Line成员函数swap调用的swap，这个swap调用前面有个using std::swap的声明，表示后面调用的是std中的原始swap，当然不是特化版本的swap
其中可以被调用的swap有3个，std中原始的swap、std::swap的特化版本、Line中的成员函数swap，这3个函数中，真正给用户调用的只有第一个swap，也就是std::swap的Line特化版。通过这一系列函数就可以实现Line对象中指针成员的指针的交换，而不是Line对象整个的交换。
这种方式和STL容器有一致性，因为所有的STL容器也都提供有public swap成员函数和std::swap特化版本（用以调用前者）
方案二、重载特化的std::swap
上面这种方式是针对Line和Point都是非template class，现在假设Line和Point都是template class，那么这种方式还可不可以了？
假设Line类和Point类都是template class，如下定义：
#include <iostream> #include <string.h> template<typename T> class Point{ private: T x,y; public: Point():x(0),y(0){}; Point(T a, T b):x(a),y(b){}; void Print(){ std::cout<< x << " "<< y <<endl; } T GetX(){ return x; } T GetY(){ return y; } }; template<typename T1, typename T2> class Line{ private: T1 px,py; public: Line():px(),py(){}; Line(T2 a,T2 b,T2 c,T2 d):px(T1(a, b)), py(T1(c, d)){}; void Print(){ std::cout<<"( "<<px.GetX()<<" "<<px.GetY()<<" "<<py.GetX()<<" "<<py.GetY()<<" )"<<std::endl; } void swap(Line<T1, T2>& l){ std::cout<<"swap of Line is called......"<<std::endl; using std::swap; swap(px, l.px); swap(py, l.py); } }; namespace std { template<typename t1="" typename="" t2=""> void swap(Line<t1 t2="">& l1, Line<t1 t2="">& l2){ cout<<"swap of std is called......"<<std::endl; l1.swap(l2); } } int main() { Line<Point<double>, double> l1(1, 1, 2, 2), l2(3, 3, 4, 4); std::swap(l1, l2); l1.Print(); return 0; }
其中std里面的swap函数就是对std::swap的一个重载版本，然而，这个方式并不是特别的推荐，按照《effective c++》中的说法，这是一种非法的方式，是被C++标准禁止的，虽然能够编译和运行通过。
方案三、非特化非重载的non-member swap
我们可以声明一个非Line类成员函数swap，让其调用Line的成员函数swap，这个非成员swap也非特化的std::swap，如下所示：
-
#include "stdafx.h" #include <iostream> #include <string.h> template<typename T> class Point{ private: T x,y; public: Point():x(0),y(0){}; Point(T a, T b):x(a),y(b){}; void Print(){ std::cout<< x << " "<< y <<endl; } T GetX(){ return x; } T GetY(){ return y; } }; template<typename T1, typename T2> class Line{ private: T1 px,py; public: Line():px(),py(){}; Line(T2 a,T2 b,T2 c,T2 d):px(T1(a, b)), py(T1(c, d)){}; void Print(){ std::cout<<"( "<<px.GetX()<<" "<<px.GetY()<<" "<<py.GetX()<<" "<<py.GetY()<<" )"<<std::endl; } void swap(Line<T1, T2>& l){ std::cout<<"swap of Line is called......"<<std::endl; using std::swap; swap(px, l.px); swap(py, l.py); } }; template<typename T1, typename T2> void swap(Line<T1, T2>& a, Line<T1, T2>& b){ std::cout<<"swap of non-member is called......"<<std::endl; a.swap(b); } int main() { Line<Point<double>, double> l1(1, 1, 2, 2), l2(3, 3, 4, 4); std::swap(l1, l2); l1.Print(); return 0; }
其实就是将方案二的std::swap重载改成了自定义的非成员函数，原理依然一样！
remember：
1.当std::swap对你的类型效率不高时，提供一个swap成员函数，并确定这个函数不抛出异常。
2.如果你提供一个member swap，也该提供一个non-member swap用来调用前者。对于class（而非template），也请特化std::swap。
3.调用swap时应针对std::swap使用using声明式，然后调用swap并且不带任何“命名空间资格修饰符”。
4.为“用户定义类型”进行std template全特化是好的，但千万不要尝试在std内加入某些对std而言全新的东西。