为什么SGI STL不使用复制和交换成语？

Question

我最近在StackOverflow上读到一个关于什么是复制和交换成语？的答案，并且知道复制和交换成语可以。

避免代码重复，并提供强大的异常保证。

然而，当我查看STL deque 实现时，我发现它没有使用这个成语。我想知道为什么不，如果成语某种程度上是一种“最佳实践”？

  deque& operator= (const deque& __x) {
    const size_type __len = size();
    if (&__x != this) {
      if (__len >= __x.size())
        erase(copy(__x.begin(), __x.end(), _M_start), _M_finish);
      else {
        const_iterator __mid = __x.begin() + difference_type(__len);
        copy(__x.begin(), __mid, _M_start);
        insert(_M_finish, __mid, __x.end());
      }
    }
    return *this;
  }       

Answer 1

除非容器需要增长，否则您显示的代码不会重新分配内存，这可能是一个很大的节省。复制和交换总是分配内存来执行复制，然后释放现有元素的内存。

考虑一个deque<vector<int>>，它的现有向量成员具有很大的容量。

deque<vector<int>> d(2);
d[0].reserve(100);
d[1].reserve(100);

使用SGI STL实现，分配给每个元素可以保持该容量，因此，如果向量需要增长，它们可以这样做，而无需分配任何内容：

d = deque<vector<int>>(2);
assert(d[0].capacity() >= 100);
assert(d[1].capacity() >= 100);
d[0].push_back(42);  // does not cause an allocation

复制和交换将用没有空闲容量的新元素替换现有成员，因此上述断言将失败，push_back将需要分配内存。这浪费了时间分配和重新分配，而不是使用已经存在的非常好的内存。

复制和交换是一种非常容易获得异常安全性和正确性的方便方法，但不一定尽可能高效。在像STL或C++标准库这样的代码中，您不希望为了稍微简单的实现而牺牲效率，这样的代码通常应该由能够获得异常安全的专家编写--通过使用“艰难的方法”，而不仅仅是最方便的方法。

Answer 2

这个成语是一个简单的方法来提供一个强有力的例外保证，所以它是一个“最佳实践”的意义上做一件好事，除非你有充分的理由不这样做。

然而，这是有代价的:必须创建和销毁第二个对象。这可能是昂贵的，如果这涉及到一个大内存分配，可以增加更多的峰值内存使用是必要的。如果这是一个问题，或者如果您正在编写类似于此的泛型库，那么您应该找到其他方法来复制该对象，而无需创建临时对象。与使用简单的成语相比，异常安全需要更多的注意。

Answer 3

虽然复制和交换是最佳实践，但在某些情况下可能会带来效率损失。在这种特殊情况下，代码利用这样一个事实:如果分配给的向量已经有足够的内存可用，则可以复制这些值，而无需进行额外的内存分配。