【小技巧】Swap的方法

Swap操作是我们经常用到的一种操作。就是将两个元素的值互换。
常见的有两种写法(要交换的是x和y两个整数):
1. 添加两个临时变量分别赋两个元素的值,然后交叉赋值回去。

int a=x,b=y;
x=b,y=a;
  1. 观察到用方法一时,y的值赋给x后,y原来的值就无意义了,所以只需要添加一个临时变量。
int tmp;
tmp=x,x=y,y=tmp;

方法二是我们最常用的方法。但是可不可以不添加临时变量呢?答案是肯定的。
3. 位运算异或。异或具有可逆性。
x=a xor b
a=x xor bb=x xor a
那么假定我们要交换A和B。
A=aB=b

AA xor BAx

BA xor BBx xor b=a

AA xor BAx xor a=b

A=bB=a
写成代码是这样。
x^=y,y^=x,x^=y;

但这个方法有一个细节,交换的元素不能是同一个。
为什么会出现这种情况呢?
比如有以下代码:

int a[105];
for(int i=1;i<=n;i++)
    for(int j=1;j<=n;j++)
        a[i]^=a[j],a[j]^=a[i],a[i]^=a[j];

i=ja[i] xor a[j]=0a[i]a[j]a[i]a[j]a[i]0,就GG了。

<think>嗯,用户现在问的是关于C++中vector的swap方法。我需要先回忆一下swap的具体功能和实现方式。用户之前已经问过vector是数组、堆栈还是链表,现在可能在学习vector的其他成员函数,想要更深入地理解内存管理或效率相关的内容。 首先,swap方法的作用是交换两个vector的内容。但具体怎么实现的呢?我记得std::vector的swap通常只是交换内部的指针,比如指向数据的指针、大小和容量这些成员变量,所以时间复杂度是O(1),非常高效。这一点需要强调,因为它和逐个元素交换不同,不会涉及到元素的拷贝或移动。 然后,用户可能想知道使用场景。比如,当需要快速清空一个vector,或者两个vector需要交换内容而不想复制元素时,swap会很有用。特别是当处理大量数据时,这种高效交换可以提升性能。另外,可能还要提到用swap来释放内存的技巧,比如和临时空vector交换,这样可以立刻释放内存,避免容量保留。 还要注意swap的参数,是另一个vector的引用,所以调用后原来的vector和参数vector的内容会互换。这可能影响到迭代器、指针和引用的有效性,需要提醒用户注意这些失效的情况。 用户可能的疑惑点在于swap和赋值操作的区别,比如用v1 = v2的话会复制元素,而swap只是交换指针,所以效率更高。此外,可能有人误以为swap会逐个交换元素,但实际上是指针交换,所以时间复杂度低。需要澄清这一点。 另外,可能需要提到C++11之后的移动语义,swap和移动构造函数或移动赋值有什么区别。不过根据用户的问题,可能暂时不需要深入这部分,但可以简要说明swap在资源管理上的高效性。 最后,总结swap的关键点:高效、交换资源所有权、适用场景,以及注意事项。确保用户理解如何正确使用swap,并避免常见的误区。</think>在 C++ 中,`std::vector` 的 `swap` 方法用于**交换两个 `vector` 的内容**,但它不是简单地对元素逐个交换,而是通过直接交换底层内存的所有权来实现高效操作。以下是关键点: --- ### **核心理解** 1. **交换的是资源所有权**: - `swap` 方法会交换两个 `vector` 的底层动态数组内存(指针)、大小(`size`)和容量(`capacity`)。 - 时间复杂度为 **O(1)**(直接交换指针,与元素数量无关),性能极高。 2. **不涉及元素拷贝或移动**: - 例如,若 `v1` 有 1000 个元素,`v2` 有 2000 个元素,执行 `v1.swap(v2)` 后: - `v1` 的指针指向 `v2` 原来的内存块(2000 个元素)。 - `v2` 的指针指向 `v1` 原来的内存块(1000 个元素)。 - **没有元素的复制或移动**,仅指针交换。 --- ### **使用场景** 1. **高效交换两个 `vector` 的内容**: ```cpp std::vector<int> v1 = {1, 2, 3}; std::vector<int> v2 = {4, 5}; v1.swap(v2); // 现在 v1 = {4, 5}, v2 = {1, 2, 3} ``` 2. **快速清空 `vector` 并释放内存**: ```cpp std::vector<int> v(1000000); // 占用大量内存 std::vector<int>().swap(v); // 与空 vector 交换,v 变为空,原内存立即释放 ``` 3. **避免拷贝的“转移所有权”操作**: - 适用于需要将大容器的内容转移给另一个容器的场景。 --- ### **注意事项** 1. **迭代器/指针/引用会失效**: - 交换后,两个 `vector` 原有的迭代器、指针、引用可能指向对方的内存,需重新获取。 2. **与 `std::swap` 的区别**: - `std::swap(v1, v2)` 和 `v1.swap(v2)` 效果相同,但后者可能更高效(直接调用成员函数)。 3. **不适用于不同类型容器**: - 只能交换同类型的 `vector`(例如 `vector<int>` 与 `vector<int>`),不能跨类型交换(如 `vector<int>` 与 `vector<float>`)。 --- ### **示例代码** ```cpp #include <vector> #include <iostream> int main() { std::vector<int> a = {1, 2, 3}; std::vector<int> b = {4, 5}; a.swap(b); // 交换内容 std::cout << "a: "; for (int x : a) std::cout << x << " "; // 输出 4 5 std::cout << "\nb: "; for (int x : b) std::cout << x << " "; // 输出 1 2 3 return 0; } ``` --- ### **总结** - `swap` 是 `std::vector` 的高效操作,直接交换底层内存,**无元素拷贝开销**。 - 适用于需要快速交换、清空内存或转移所有权的场景。 - 注意迭代器失效问题,避免直接使用交换前的指针或引用。
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