条款17：使用“交换技巧”来修整过剩容量

条款17：使用“交换技巧”来修整过剩容量

假设你正在为TV游戏秀《Give Me Lots Of Money — Now!》写支持软件，而且你要跟踪可能的竞争者，你把它们保存在一个vector中：

class Contestant {...};
vector<Contestant> contestants;

当这个秀需要一个新的竞争者时，它将被申请者淹没，你的vector很快获得很多元素。但是秀的制作人只要预期的游戏者，一个相对少数符合条件的候选人移到vector前端（可能通过partial_sort或partition——参见条款31），如果不是候选人的就从vector删除（典型的通过调用erase的区间形式——参见条款5）。这很好地减少了vector的大小，但没有减少它的容量。如果你的vector有时候容纳了10万个的可能的候选人，它的容量会继续保持在至少100,000，即使后来它只容纳10个。

要避免你的vector持有它不再需要的内存，你需要有一种方法来把它从曾经最大的容量减少到它现在需要的容量。这样减少容量的方法常常被称为“收缩到合适（shrink to fit）”。收缩到合适很容易实现，但代码——我该怎么说？——比直觉的要少。让我演示给你看，然后我会解释它是怎么工作的。

这是你怎么修整你的竞争者vector过剩容量的方法：

vector<Contestant>(contestants).swap(contestants);

表达式vector<Contestant>(contestants)建立一个临时vector，它是contestants的一份拷贝：vector的拷贝构造函数做了这个工作。但是，vector的拷贝构造函数只分配拷贝的元素需要的内存，所以这个临时vector没有多余的容量。然后我们让临时vector和contestants交换数据，这时我们完成了，contestants只有临时变量的修整过的容量，而这个临时变量则持有了曾经在contestants中的发胀的容量。在这里（这个语句结尾），临时vector被销毁，因此释放了以前contestants使用的内存。瞧！收缩到合适。

同样的技巧可以应用于string：

string s;
...				// 使s变大，然后删除所有
				// 它的字符
string(s).swap(s);			// 在s上进行“收缩到合适”

现在，语言警察要求我告诉你并没有保证这个技术会真的消除多余的空间。如果vector和string想要的话，实现可以自由地给予它们过剩的空间，而且有时候它们想要。比如，它们可能必须有一个最小容量限制，或者它们可能强制vector或string的容量是2的整数次方。（在我的经历中，这样不规则的string实现比vector实现更常见。例子参见条款15。）这近似于“收缩到合适”，然而，并不是真的意味着“使容量尽可能小”，它意味着“使容量和这个实现可以尽量给容器的当前大小一样小”。但是，只要没有切换不同的STL实现，这是你能做的最好的方法。所以当你想对vector和string进行“收缩到合适”时，就考虑“交换技巧”。

另外，交换技巧的变体可以用于清除容器和减少它的容量到你的实现提供的最小值。你可以简单地和一个默认构造的临时vector或string做个交换：

vector<Contestant> v;
string s;
...					// 使用v和s
vector<Contestant>().swap(v);		// 清除v而且最小化它的容量
string().swap(s);				// 清除s而且最小化它的容量