item 25:一个不抛异常的swap函数
标准库有一个swap用于交换两个对象值
namespace std{
template<typename T>
void swap(T& a , T& b)
{
T temp(a) ;
a = b ;
b = temp ;
}
}
所以,只要对象的类型T支持copying(copy ctor 和 copy assignment),那么你就可以用这个标准库的swap,但是,你必须保证,你swap的时候,上述操作是你需要的,有的时候,没有必要,尤其是pimpl(pointer to implementation)手法。
例如下面这个例子:
class WidgetImpl{
public :
....
private :
int a , b , c ;
.... //好多成员
};
class Widget
{
public:
Widget(const Widget & rhs) ;
Widget& operator=(const Widget & rhs)
{
*pImpl = *rhs.pImpl // 复制所指的对象
}
private:
WidgetImpl * pImpl ;
};
一旦要交换两个Widget,我们其实就让两个指针换一下就可以了,没有必要把指针所指的内容互换,那样效率太低。
想法1:
namespace std{
template<> // 全特化
void swap<Widget> (Widget & a, Widget & b)
{
swap(a.pImpl , b.pImpl) ;
}
}
上面这个想法编译不过,因为pImpl是private的,是不能被外界访问的。
想法2 : 加入类的成员函数swap,让模板函数去调用
class Widget{
public :
void swap(Widget & other)
{
using std::swap ; // 后面讲
swap(p.Impl , other.pImpl) ;
}
...
};
namespace std{
template<> // 全特化
void swap<Widget> (Widget & a, Widget & b)
{
a.swap(b) ;
}
}
通过上面的写法,我们就能得到正确的,针对类别Widget 的swap函数。这就叫为你的class特化std::swap,并令它调用你的swap函数。
但是,问题,如果我现在是类模板,怎么办?
现在的类是:
template<typename T>
class WidgetImpl{...}
template<typename T>
class Widget{...}
如果你现在这么做:
namespace std{
template<typename T> // 偏特化
void swap<Widget> (Widget<T> & a, Widget<T> & b)
{
a.swap(b) ;
}
}
sorry不行了,原因有以下2点:
1、因为C++只允许对class template进行偏特化,不对能function template进行偏特化。
2、在std这个命名空间,不可以添加新的template到std里。上面,我们能加东西到std是因为,为标准的templates(eg : swap)制造特化版本。
为了解决上述2两个问题,引入下面的解决方法
想法3:转为class template量身打造
定义一个专门的命名空间,放入我们所有的东西
namespace WidgetStuff{
template<typename T>
class WidgetImpl{...}
template<typename T>
class Widget{...} // 这个里面有一个swap函数
template<tyoename T>
void swap(Widget<T>& a , Widget<T>& b)
{
a.swap(b) ;
}
}
我们在用swap函数的时候,应该这么用:
template<typename T>
void doSomething(T& obj1 , T& obj2)
{
using std::swap ; // 这样即使没有T的专属版本的swap函数
swap(obj1 , obj2) ;
}
上面就结束了我们swap函数的制作过程,那么为什么可行呢?这个都是利用了C++的名称查找规则
编译器用“实参取决之查找规则”,找出WidgetStuff中的swap函数,如果命名空间中没有T的专属swap函数,编译器就用std::swap,即使如此,编译器还是喜欢std::swap重T的专属版本,就是想法2会选中。所以,优先级顺序是想法3--》想法2--》标准库自己的swap
总结:
1、弄清楚什么时候我们需要自己写swap函数
2、在class 或者 class template提供一个public swap函数
3、在class 或者 class template的命名空间中提供一个non-member swap ,调用2中的swap
4、如果你正在编写一个class(不是template),为class特化std::swap。并令他调用2中的swap
5、当你实际用swap时,先using std::swap,然后不加任何修饰符,赤裸裸调用swap
成员版swap决不能抛出异常,因为很多异常安全性代码都是通过类的swap成员函数保证的,并且,我们自己去写swap,一般都是用指针,内置类型,这些类型不会抛异常,写swap是为了高效