C++ 中的Swap函数写法汇总

C++中的`swap`函数是程序中用于交换两个变量值的常见工具，它在各种编程场景中都有着广泛的应用。这篇文章将探讨C++中`swap`函数的不同实现方式，包括基本的非模板版本、模板版本以及C++11的优化版本。 1. **基本的`swap`函数** 在C语言中，交换两个`int`类型的变量通常采用临时变量的方式，如： ```cpp void swap(int &a, int &b) { int t = a; a = b; b = t; } ``` 如果希望避免使用临时变量，可以利用异或操作来完成交换： ```cpp void swap(int &a, int &b) { if (&a != &b) { a ^= b; b ^= a; a ^= b; } } ``` 2. **字符串`swap`** 对于字符串，直接赋值是不安全的，因为可能会导致内存泄漏。一种解决方案是使用临时字符串： ```cpp void swap(std::string &a, std::string &b) { std::string temp = a; a = b; b = temp; } ``` 或者使用指针来交换字符串的内部指针： ```cpp void swap(std::string * &a, std::string * &b) { std::string *tmp = a; a = b; b = tmp; } ``` 3. **模板`swap`函数** C++引入模板后，`swap`函数可以变得更加通用。标准库中的`std::swap`模板函数如下： ```cpp namespace std { template<typename T> void swap(T &a, T &b) { T temp(a); a = b; b = temp; } } ``` 这个模板版本的`swap`适用于任何类型，前提是这些类型支持拷贝构造函数和赋值操作。 4. **C++11的优化** 在C++11中，`swap`函数的实现进行了优化，利用了右值引用和`std::move`来提高效率。对于可以移动的对象（如自定义类），`swap`可以避免不必要的拷贝，而是直接交换内部数据的引用： ```cpp template<typename T> void swap(T &a, T &b) { T temp(std::move(a)); a = std::move(b); b = std::move(temp); } ``` `std::move`是一个C++11引入的概念，它通过类型转换将左值变为右值引用，允许对象被“移动”而不是“复制”。 5. **`std::swap`的使用** 要调用`std::swap`，你可以直接在你的代码中使用，如下： ```cpp int x = 10, y = 20; std::swap(x, y); // 现在x = 20, y = 10 std::string str1 = "Hello", str2 = "World"; std::swap(str1, str2); // 现在str1 = "World", str2 = "Hello" ``` 6. **总结** `swap`函数在C++编程中扮演着重要角色，不仅用于基础的变量交换，还在容器的元素交换、排序算法等复杂场景中发挥作用。了解其不同的实现方式有助于编写更高效、更安全的代码。C++11的优化使得`swap`对于大对象的处理更加高效，降低了不必要的拷贝开销。在实际编程中，根据对象类型和性能需求选择合适的`swap`实现是至关重要的。