vector释放内存之swap方法

Posted 2020-11-08 Fate0729

　　相信大家看到swap这个词都一定不会感到陌生，就是简单的元素交换。但swap在C++ STL中散发着无穷的魅力。下面将详细的说明泛型算法swap和容器中的swap成员函数的使用！

1. 泛型算法swap

　　swap的函数原型：

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

　　vect中swap成员函数实现源码：

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

　　用法示例：

/******************************************************************* 
 * Copyright (C) Jerry Jiang 
 *                
 * File Name   : swap.cpp 
 * Author      : Jerry Jiang 
 * Create Time : 2012-3-24 4:19:31 
 * Mail        : [e-mail] 
 * 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;  
}  

2. 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，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)  

　　示例：

#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);
}

　　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。