vector 释放内存 swap

最新推荐文章于 2024-12-01 07:00:00 发布

一座青山

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分类专栏： C/C++语言知识点文章标签： vector swap

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本文介绍了C++ STL中swap算法及其在容器内存管理中的应用。不仅解析了泛型算法swap的功能，还展示了如何利用容器的swap成员函数实现内存的有效释放。

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http://blog.youkuaiyun.com/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：

[cpp]view plaincopy 
   
 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？

[cpp]view plain copy 
   
 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：

[cpp]view plaincopy 
   
 
   
 /******************************************************************* 
  * Copyright (C) Jerry Jiang 
  *                
  * File Name   : swap.cpp 
  * Author      : Jerry Jiang 
  * Create Time : 2012-3-24 4:19:31 
  * Mail        : jbiaojerry@gmail.com 
  * Blog        : http://blog.youkuaiyun.com/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：

[cpp]view plaincopy 
   
 vector< T >().swap(X)

下面我们通过一个简单的示例来show一下：

[cpp]view plaincopy 
   
 
   
 /******************************************************************* 
  * Copyright (C) Jerry Jiang 
  *                
  * File Name   : swap.cpp 
  * Author      : Jerry Jiang 
  * Create Time : 2012-3-24 4:19:31 
  * Mail        : jbiaojerry@gmail.com 
  * Blog        : http://blog.youkuaiyun.com/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

[cpp] view plain copy

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;