vector 释放内存 swap

http://blog.csdn.net/jerryjbiao/article/details/7389233

 相信大家看到swap这个词都一定不会感到陌生，甚至会有这样想法：这不就是简单的元素交换嘛。的确，swap交换函数是仅次于Hello word这样老得不能老的词，然而，泛型算法东风，这个小小的玩意儿却在C++ STL中散发着无穷的魅力。本文不仅详细地阐述STL泛型算法swap，并借助泛型算法这股东风，展现STL容器中swap成员函数的神奇魅力。注意哦，泛型算法swap和容器中的swap成员函数，这是两个不同角度和概念哦！

     一、泛型算法swap

      老规矩，我们先来看看swap的函数原型：

 template <class T> void swap ( T& a, T& b )
 {
   T c(a); a=b; b=c;
 }

      函数原型超级简单吧，这里我们就不做过多的解释啦，下面我们还是通过一个简单的示例来熟悉熟悉它的使用吧。

但是vector的swap成员函数是怎么实现的？

void swap(vector<_Tp, _Alloc>& __x) {
    __STD::swap(_M_start, __x._M_start);
    __STD::swap(_M_finish, __x._M_finish);
    __STD::swap(_M_end_of_storage, __x._M_end_of_storage);
  }

仅仅是交换了指向的首尾指针和容量指针

      程序示例：

 /*******************************************************************
  * Copyright (C) Jerry Jiang
  *
  * File Name   : swap.cpp
  * Author      : Jerry Jiang
  * Create Time : 2012-3-24 4:19:31
  * Mail        : [email protected]
  * Blog        : http://blog.csdn.net/jerryjbiao
  *
  * Description : 简单的程序诠释C++ STL算法系列之十五
  *               变易算法 : 元素交换swap
  *
  ******************************************************************/

 #include <iostream>
 #include <algorithm>
 #include <vector>
 #include <iterator>

 using namespace std;

 int main ()
 {

     int x = 10, y = 20;                         // x:10 y:20
     swap(x, y);                              // x:20 y:10

     vector<int> first (4, x), second (6, y);  // first:4x20 second:6x10
     swap(first, second);                     // first:6x10 second:4x20

     cout << "first contains:";
     //使用一般的iterator方式输出first
     for (vector<int>::iterator it=first.begin();  it != first.end(); ++it)
     {
         cout << " " << *it;
     }
     cout << endl;

     cout << "second contains: ";
     //使用copy()来实现second的输出
     copy(second.begin(), second.end(), ostream_iterator<int>(cout, " "));
     cout << endl;

     return 0;
 }

          上面示例程序十分简单，只是为了巩固前文中copy算法的使用，我在程序中采用了两种方式进行输出，好了，泛型算法swap我们就不再废话了，现在我们来看看本文中的重头戏吧。

        二、容器中的成员函数swap

        在容器vector中，其内存占用的空间是只增不减的，比如说首先分配了10,000个字节，然后erase掉后面9,999个，则虽然有效元素只有一个，但是内存占用仍为10,000个。所有内存空间在vector析构时回收。

     一般，我们都会通过vector中成员函数clear进行一些清除操作，但它清除的是所有的元素，使vector的大小减少至0，却不能减小vector占用的内存。要避免vector持有它不再需要的内存，这就需要一种方法来使得它从曾经的容量减少至它现在需要的容量，这样减少容量的方法被称为“收缩到合适（shrink to fit）”。（节选自《Effective STL》）如果做到“收缩到合适”呢，嘿嘿，这就要全仰仗“Swap大侠”啦，即通过如下代码进行释放过剩的容量：

 vector< T >().swap(X)

        下面我们通过一个简单的示例来show一下：

 /*******************************************************************
  * Copyright (C) Jerry Jiang
  *
  * File Name   : swap.cpp
  * Author      : Jerry Jiang
  * Create Time : 2012-3-24 4:19:31
  * Mail        : [email protected]
  * Blog        : http://blog.csdn.net/jerryjbiao
  *
  * Description : 简单的程序诠释C++ STL算法系列之十五
  *               成员函数swap实现容器的内存释放
  *
  ******************************************************************/

 #include <iostream>
 #include <algorithm>
 #include <vector>
 #include <iterator>

 using namespace std;

 int main ()
 {
     int x = 10;
     vector<int> myvector(10000, x);

     //这里打印仅仅是元素的个数不是内存大小
     cout << "myvector size:"
          << myvector.size()
          << endl;

     //swap交换函数释放内存：vector<T>().swap(X);
     //T:int ; myvertor代表X
     vector<int>().swap(myvector);

     //两个输出仅用来表示swap前后的变化
     cout << "after swap :"
          << myvector.size()
          << endl;

     return 0;
 }

swap交换技巧实现内存释放思想：vector()使用vector的默认构造函数建立临时vector对象，再在该临时对象上调用swap成员，swap调用之后对象myvector占用的空间就等于一个默认构造的对象的大小，临时对象就具有原来对象v的大小，而该临时对象随即就会被析构，从而其占用的空间也被释放。

std::vector<T>().swap(X)

作用相当于：

{

std::vector<T>  temp(X);

temp.swap(X);

}

可以用类似的方法实现vector和string的适当收缩

    vector<int> vec(100000, 0);
    for (int i = 0; i < 100000-2; ++i) vec.pop_back();
    cout << vec.capacity() <<endl;
    vector<int>(vec).swap(vec);
    cout << vec.capacity() << endl;

    注意：并不是所有的STL容器的clear成员函数的行为都和vector一样。事实上，其他容器的clear成员函数都会释放其内存。比如另一个和vector类似的顺序容器deque。