考虑写出一个不抛异常的swap函数-创新互联

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一.标准库中的swap函数

二.针对于非模板类，设计全特化的std::swap()

三.针对模板类

四.合理使用using

五.swap成员函数不能抛出异常

六.swap函数总结

一.标准库中的swap函数

在C++11中有move函数，它可以是一个左值变为右值，在许多场景下可以提高效率。可以参考这篇博客：

C++中move的使用_真爱是蓝色的博客-博客_c++ move

C++11介绍_"派派"的博客-博客

补充：

C++11 新增了两个：移动构造函数和移动赋值运算符重载。
针对移动构造函数和移动赋值运算符重载有一些需要注意的点如下：
1.如果你没有自己实现移动构造函数，且没有实现析构函数、拷贝构造、拷贝赋值重载中的任意一个。那么编译器会自动生成一个默认移动构造。默认生成的移动构造函数，对于内置类型成员会执行逐成员按字节拷贝，自定义类型成员，则需要看这个成员是否实现移动构造，如果实现了就调用移动构造，没有实现就调用拷贝构造。
2.如果你没有自己实现移动赋值重载函数，且没有实现析构函数、拷贝构造、拷贝赋值重载中的任意一个，那么编译器会自动生成一个默认移动赋值。默认生成的移动构造函数，对于内置类型成员会执行逐成员按字节拷贝，自定义类型成员，则需要看这个成员是否实现移动赋值，如果实现了就调用移动赋值，没有实现就调用拷贝赋值。 ( 默认移动赋值跟上面移动构造完全类似 )

在一些自定义类型的数据上，如果没有移动构造，移动赋值的话，在某些场景下，那么该如何用swap提高效率呢？

二.针对于非模板类，设计全特化的std::swap()

某些情况下，并不适合用std::swap()。

例如：

widget w1;
widget w2;
std::swap(w1,w2);

一旦要置换两个widget对象值，我们唯一需要做的就是置换其pImpl指针，但缺省的swap算法不知道这一点。它不只复制三个widgets，还复制三个 widgetImpl对象。

使用全特化的std::swap()函数，例如：

namespace std {
    //template<>用于表示这是一个std::Swap的全特化版本
    template<>void swap(Widget& a, Widget& b) 
    {
        //错误的，pImpl是private的，无法编译通过
        swap(a.pImpl, b.pImpl);
    }
}

但pImpl是private的，因此函数无法编译通过，解决办法：为类设计一个swap成员函数，并设计一个全局swap函数，或者将上面那个特化swap设置为friend（不推荐），例如：

class Widget
{
public:
    void swap(Widget& rhs)
    {
        using std::swap;        
        swap(pImpl, rhs.pImpl); //调用std::swap()函数，只需交换两个对象的指针
    }
private:
    WidgetImpl* pImpl;
};
 
namespace std {
    template<>void swap(Widget& a, Widget& b) 
    {
        a.swap(b); //调用Widget::swap()成员函数
    }
}

补充：上面我们是在std中偏特化了std::swap()函数，但是我们不建议这样做，因为这样可能会对std命名空间造成污染，一种解决解决方法是在std命名空间之外定义全特化swap()函数。

三.针对模板类

如果上面的两个类是模板类呢？例如：

templateclass WidgetImpl { };
 
templateclass Widget { };

C++只允许对类模板偏特化，不允许对函数模板偏特化，所以下面的代码是无法编译通过的，例如：

namespace std {
    //此处是错误的，C++只允许对类模板偏特化，不允许对函数模板偏特化
    templatevoid swap>(Widget& a, Widget& b)
    {
        a.swap(b);
    }
}

那么该如何解决呢？可以使用重载版本代替偏特化，例如：

templateclass WidgetImpl{ //同上 };
 
templateclass Widget{ //同上 };
 
namespace std{
    //这里std::swap的一个重载版本，而不是特化版本，swap后没有<....>templatevoid swap(Widget& a, Widget& b)
    {
        a.swap(b);
    }
}

上面我们重载了std::swap函数，但是是在std命名空间中进行重载的，std是个特殊的命名空间，其管理规则比较特殊，因此我们不建议在std中重载任何内容

一种解决方法就是在自己的命名空间中定义swap()函数。例如：

补充：

1.我们在自己的命名空间中定义的swap()函数不属于std::swap()的重载版本，因为它们作用域不一致
2.此处我们以命名空间为例，其实不使用命名空间也可以，我们主要是为了指出不要与std::swap()产生冲突。但是为了让全局数据空间太过杂乱，我们建议使用命名空间
3.不要在std中进行全特化。因此处的方法不仅适用于模板类，同样也适用于非模板类

四.合理使用using

假设此时我们编写了一个函数模板，其接受两个参数，并在模板内调换两个元素。代码如下：

templatevoid doSomething(T& obj1,T& obj2)
{
    //...
    swap(obj1,obj2);  //调用哪一个版本的swap()函数哪？
    //...
}

应该调用哪个swap?是std既有的那个一般化版本?还是某个可能存在的特化版本?抑或是一个可能存在的T专属版本而且可能栖身于某个命名空间（但当然不可以是std)内?你希望的应该是调用T专属版本，并在该版本不存在的情况下调用std内的一般化版本。

合理做法：

若果是这样使用呢？

这便强迫编译器只认std内的swap(包括其任何template特化)，因而不再可能调用一个定义于它处的较适当T专属版本。若在std中特化了也行。

五.swap成员函数不能抛出异常

成员本的swap函数绝不可能抛出异常。因为swap的一个最好的应用是帮助类（和类模板）提供强烈的异常安全性保障（条款29介绍）
但此技术基于一个假设：成员版的swap绝不抛出异常。这一约束只施加于swap成员版本，不可施加于非成员版本，因为swap缺省版本是以拷贝构造函数和拷贝赋值运算符为基础，而一般情况下两者都允许抛出异常
因此当你写下一个自定义的swap，往往提供的不只是高效置换对象的版本，而且还不抛出异常

六.swap函数总结

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 class），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n 资格修饰”
4.用“用户定义类型”进行std template全特化时最好的，但千万不要尝试在std内加入某些对 std而言全新的东西

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