不用临时变量也可以交换变量的值
来源:互联网 发布:vue服务端渲染java 编辑:程序博客网 时间:2024/05/14 12:33
原作者博客:http://blog.chinaunix.net/uid/8615291.html
当要交换两个数的值时,通常的做法是定义一个临时变量,然后再进行交换。那么能不能不用临时变量而交换两个数的值呢?可以的!C语言提供的异或运算就可以实现这样的操作。
异或运算符^也称XOR运算符,它的规则是若参加运算的两个二进位同号,则结果为0(假);异号为1(真)。即0 ^ 0 = 0, 0 ^ 1 = 1, 1 ^ 0 = 1, 1 ^ 1 = 0。
例:
#include<stdio.h>
int main(int argc,char*argv[])
{
int a = 2, b= 6;
a = a ^ b;
b = b ^ a;
a = a ^ b;
printf("a = %d b = %d\n", a, b);
return 0;
}
结果如下:
a = 6 b = 2
分析:
前两个赋值语句:“a = a ^ b;”和“b = b ^ a;”相当于b = b ^ (a ^ b),而b ^ a ^ b等于a ^ b ^ b。b ^ b的结果为0,因为同一个数与相向相^,结果必为0。因此b的值等于a ^ 0,即a,其值为2。
再执行第三个赋值语句:“a = a ^ b”。由于a的值等于(a ^ b),b的值等于(b ^ a ^ b),因此,相当于a = a ^ b ^ b ^ a ^ b,即a的值等于a ^ a ^ b ^ b ^ b,等于b。
今天又发现另外两种方法,特补上。
方法一
voidswap(int*p,int*q)
{
*p =*p+*q;
*q =*p-*q;
*p =*p-*q;
}
方法二
voidswap(int*p,int*q)
{
*p =*p+*q-(*q=*p);
}
原理为算术运算符的结合顺序为自左至右。
2007.06.18
可以把异或的三条语句压缩为一条:
a ^= b ^= a ^= b;
要交换三个变量的值,可以用以下语句:
c = a+ c -(a= b, b= c);
2007.09.11
谢谢网友cool8jay指出上面红色部分的错误,下面来分析一下,先看一个示例程序,如下:
#include<stdio.h>
int main(int argc,char*argv[])
{
int a = 1;
int b = 2;
int c = 3;
c = a + c -(a= b, b= c);
printf("a = %d\n", a);
printf("b = %d\n", b);
printf("c = %d\n", c);
return 0;
}
编译运行,结果如下:
a = 2 b = 3 c = 2
可见,最初目标中的c = 1部分没能实现。于是分析原因:
《The C Programming Language·Second Edition》P205介绍说,“The additive operators + and - group left-to-right”,即附加运算符加号和减号的结合顺序是自左向右;P209介绍说,“A pair of expressions separated by a comma is evaluated left-to-right, and the value of the left expression is discarded. The type and value of the result are the type and value of the right operand”,即逗号表达式的计算顺序是从左向右,逗号左边表达式的值被舍弃,表达式结果的类型和数值是逗号右边表达式的类型和数值。
既然如此,那结果应该是正确的,为什么还会出错呢?再来看一下VC6.0下编译产生的汇编代码:
7:int a= 1;
00401028 movdwordptr[ebp-4],1
8:int b= 2;
0040102F movdwordptr[ebp-8],2
9:int c= 3;
00401036 movdwordptr[ebp-0Ch],3
10:
11: c = a + c-(a= b, b= c);
0040103D moveax,dwordptr[ebp-8]
00401040 movdwordptr[ebp-4],eax
00401043 movecx,dwordptr[ebp-4]
00401046 addecx,dwordptr[ebp-0Ch]
00401049 movedx,dwordptr[ebp-0Ch]
0040104C movdwordptr[ebp-8],edx
0040104F subecx,dwordptr[ebp-8]
00401052 movdwordptr[ebp-0Ch],ecx
可以看到,第11行代码的执行过程如下:
先把b的值赋给a,再把a和c的值相加,结果放在寄存器ecx中,然后把c的值赋给b,最后再把ecx与b的值相减,结果赋给c。分解为C语句为:
a = b;/* a = 2, b = 2 */
ecx = a + c;/* ecx = 5, a = 2, c = 3 */
b = c;/* b = 3, c = 3 */
c = ecx - b;/* c = 2, ecx = 5, b = 3 */
这下就清楚了,原来程序运行时先把逗号左边表达式的值计算出来丢弃掉,然后再做其它的运算,最开始的错误也就错在了这里。
好了,既然上面的式子有问题,那有没有其它正确的方法能一条语句实现三个变量的值的交换呢?恕本人愚钝,还没有想出来。如果谁知道,请给我留言。在此先致谢!
还有一个问题,也是网友cool8jay提出来的,就是交换三个变量的值(每个变量值都要改变)应该有两种情况,123可以变为231或312。我当时想到过,只是觉得可以类比就没有说明,现在看来可能会误导读者,这里说明一下。
不用临时变量顺次交换N个变量的值
有N(N>=2)个变量,不使用临时变量,如何顺次交换它们的值?能否只用一条语句实现?如
+---+---+---+---+---+
| a | b | c | d | e |
+---+---+---+---+---+
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
+---+---+---+---+---+
要把它变为
+---+---+---+---+---+
| a | b | c | d | e |
+---+---+---+---+---+
| 2 | 3 | 4 | 5 | 1 |
+---+---+---+---+---+
怎样实现?
首先,我们考虑用异或实现两个变量的交换,可参考我的这篇文章《不用临时变量交换两个数的值》。用C++写函数如下:
int&swap(int&a,int&b)
{
b = b ^ a;
a = a ^ b;
b = b ^ a;
return b;
}
然后可以把代码优化为:
int&swap(int&a,int&b)
{
b ^= a;
a ^= b;
b ^= a;
return b;
}
继续优化,把三句压缩为一句,如下:
int&swap(int&a,int&b)
{
b ^= a ^= b ^= a;
return b;
}
还可再优化,如下:
int&swap(int&a,int&b)
{
return(b ^= a ^= b ^= a);
}
现在来顺次交换5个变量的值,如下:
swap(a, b); //返回b
swap(b, c); //返回c
swap(c, d); //返回d
swap(d, e);
既然有返回值,那么可以写成链式的,如下:
swap(a, b); //返回b
swap(swap(a, b), c); //返回c
swap(swap(swap(a, b), c), d); //返回d
swap(swap(swap(swap(a, b), c), d), e);
现在,让我们来把swap函数依次用相应的函数体替换掉,如下:
e ^= d ^= e ^=swap(swap(swap(a, b), c), d);
e ^= d ^= e ^= d ^= c ^= d ^=swap(swap(a, b), c);
e ^= d ^= e ^= d ^= c ^= d ^= c ^= b ^= c ^=swap(a, b);
e ^= d ^= e ^= d ^= c ^= d ^= c ^= b ^= c ^= b ^= a ^= b ^= a;
好了,最后一个语句就实现了顺次交换五个变量的值,写程序验证如下:
/******************************************************************
* Copyright (c) 2005-2007 CUG-CS
* All rights reserved
*
* 文件名称:xor.c
* 简要描述:实现五个变量的顺次交换
*
* 当前版本:1.0
* 作 者:raincatss
* 完成日期:2007-10-18
* 开发环境:Windows XP Sp2 + VC6.0
* 个人博客:http://raincatss.cublog.cn/
******************************************************************/
#include<stdio.h>
#define PRINT(A)do{\
printf("%d\n", A);\
}while(0)
int main()
{
int a = 1;
int b = 2;
int c = 3;
int d = 4;
int e = 5;
// b ^= a ^= b ^= a; // swap(a, b)
// c ^= b ^= c ^= b; // swap(b, c)
// d ^= c ^= d ^= c; // swap(c, d)
// e ^= d ^= e ^= d; // swap(d, e)
e ^= d ^= e ^= d ^= c ^= d ^= c ^= b ^= c ^= b ^= a ^= b ^= a;
PRINT(a);
PRINT(b);
PRINT(c);
PRINT(d);
PRINT(e);
return 0;
}
运行结果如下:
2 3 4 5 1
测试结果正确,达到预定目标。
- 不用临时变量也可以交换变量的值
- 不用临时变量也可以交换变量的值
- 不用临时变量也可以交换变量的值
- 【转】不用临时变量也可以交换变量的值
- 不用临时变量的交换
- 不用临时变量交换两个变量的值
- 不用临时变量顺次交换N个变量的值
- 不用临时变量,交换两个变量的值
- 不用临时变量顺次交换N个变量的值
- 不用临时变量交换两个变量的值
- 不用临时变量顺次交换N个变量的值
- 不用临时变量交换两个变量的值
- 不用临时变量交换两变量的值
- 交换两个整数值,不用临时变量
- 交换两个值,而不用临时变量
- 不用临时变量交换两个数的值
- 不用临时变量交换两个数的值
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