當(dāng)要交換兩個(gè)數(shù)的值時(shí)，通常的做法是定義一個(gè)臨時(shí)變量，然后再進(jìn)行交換。那么能不能不用臨時(shí)變量而交換兩個(gè)數(shù)的值呢？可以的！C語(yǔ)言提供的異或運(yùn)算就可以實(shí)現(xiàn)這樣的操作。
異或運(yùn)算符^也稱(chēng)XOR運(yùn)算符，它的規(guī)則是若參加運(yùn)算的兩個(gè)二進(jìn)位同號(hào)，則結(jié)果為0（假）；異號(hào)為1（真）。即0 ^ 0 = 0, 0 ^ 1 = 1, 1 ^ 0 = 1, 1 ^ 1 = 0。
例：
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#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;
}
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結(jié)果如下：
分析：
前兩個(gè)賦值語(yǔ)句：“a = a ^ b；”和“b = b ^ a；”相當(dāng)于b = b ^ (a ^ b)，而b ^ a ^ b等于a ^ b ^ b。b ^ b的結(jié)果為0，因?yàn)橥粋€(gè)數(shù)與相向相^，結(jié)果必為0。因此b的值等于a ^ 0，即a，其值為2。
再執(zhí)行第三個(gè)賦值語(yǔ)句：“a = a ^ b”。由于a的值等于(a ^ b)，b的值等于(b ^ a ^ b)，因此，相當(dāng)于a = a ^ b ^ b ^ a ^ b，即a的值等于a ^ a ^ b ^ b ^ b，等于b。
今天又發(fā)現(xiàn)另外兩種方法，特補(bǔ)上。
方法一
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void swap(int *p, int *q)
{
*p = *p + *q;
*q = *p - *q;
*p = *p - *q;
}
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方法二
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void swap(int *p, int *q)
{
*p = *p + *q - (*q = *p);
}
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原理為算術(shù)運(yùn)算符的結(jié)合順序?yàn)樽宰笾劣摇?/p>
2007.06.18
可以把異或的三條語(yǔ)句壓縮為一條：
要交換三個(gè)變量的值，可以用以下語(yǔ)句：
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c = a + c - (a = b, b = c);
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2007.09.11
謝謝網(wǎng)友cool8jay指出上面紅色部分的錯(cuò)誤，下面來(lái)分析一下，先看一個(gè)示例程序，如下：
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#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;
}
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編譯運(yùn)行，結(jié)果如下：
可見(jiàn)，最初目標(biāo)中的c = 1部分沒(méi)能實(shí)現(xiàn)。于是分析原因：
《The C Programming Language·Second Edition》P205介紹說(shuō)，“The additive operators + and - group left-to-right”，即附加運(yùn)算符加號(hào)和減號(hào)的結(jié)合順序是自左向右；P209介紹說(shuō)，“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”，即逗號(hào)表達(dá)式的計(jì)算順序是從左向右，逗號(hào)左邊表達(dá)式的值被舍棄，表達(dá)式結(jié)果的類(lèi)型和數(shù)值是逗號(hào)右邊表達(dá)式的類(lèi)型和數(shù)值。
既然如此，那結(jié)果應(yīng)該是正確的，為什么還會(huì)出錯(cuò)呢？再來(lái)看一下VC6.0下編譯產(chǎn)生的匯編代碼：
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7: int a = 1;
00401028 mov dword ptr [ebp-4],1
8: int b = 2;
0040102F mov dword ptr [ebp-8],2
9: int c = 3;
00401036 mov dword ptr [ebp-0Ch],3
10:
11: c = a + c - (a = b, b = c);
0040103D mov eax,dword ptr [ebp-8]
00401040 mov dword ptr [ebp-4],eax
00401043 mov ecx,dword ptr [ebp-4]
00401046 add ecx,dword ptr [ebp-0Ch]
00401049 mov edx,dword ptr [ebp-0Ch]
0040104C mov dword ptr [ebp-8],edx
0040104F sub ecx,dword ptr [ebp-8]
00401052 mov dword ptr [ebp-0Ch],ecx
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可以看到，第11行代碼的執(zhí)行過(guò)程如下：
先把b的值賦給a，再把a(bǔ)和c的值相加，結(jié)果放在寄存器ecx中，然后把c的值賦給b，最后再把ecx與b的值相減，結(jié)果賦給c。分解為C語(yǔ)句為：
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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 */
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這下就清楚了，原來(lái)程序運(yùn)行時(shí)先把逗號(hào)左邊表達(dá)式的值計(jì)算出來(lái)丟棄掉，然后再做其它的運(yùn)算，最開(kāi)始的錯(cuò)誤也就錯(cuò)在了這里。
好了，既然上面的式子有問(wèn)題，那有沒(méi)有其它正確的方法能一條語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)三個(gè)變量的值的交換呢？恕本人愚鈍，還沒(méi)有想出來(lái)。如果誰(shuí)知道，請(qǐng)給我留言。在此先致謝！
還有一個(gè)問(wèn)題，也是網(wǎng)友cool8jay提出來(lái)的，就是交換三個(gè)變量的值（每個(gè)變量值都要改變）應(yīng)該有兩種情況，123可以變?yōu)?31或312。我當(dāng)時(shí)想到過(guò)，只是覺(jué)得可以類(lèi)比就沒(méi)有說(shuō)明，現(xiàn)在看來(lái)可能會(huì)誤導(dǎo)讀者，這里說(shuō)明一下。
不用臨時(shí)變量順次交換N個(gè)變量的值
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有N（N>=2）個(gè)變量，不使用臨時(shí)變量，如何順次交換它們的值？能否只用一條語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)？如
+---+---+---+---+---+
| a | b | c | d | e |
+---+---+---+---+---+
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
+---+---+---+---+---+
要把它變?yōu)?/div>
+---+---+---+---+---+
| a | b | c | d | e |
+---+---+---+---+---+
| 2 | 3 | 4 | 5 | 1 |
+---+---+---+---+---+
怎樣實(shí)現(xiàn)？
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int &swap(int &a, int &b)
{
b = b ^ a;
a = a ^ b;
b = b ^ a;
return b;
}
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然后可以把代碼優(yōu)化為：
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int &swap(int &a, int &b)
{
b ^= a;
a ^= b;
b ^= a;
return b;
}
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繼續(xù)優(yōu)化，把三句壓縮為一句，如下：
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int &swap(int &a, int &b)
{
b ^= a ^= b ^= a;
return b;
}
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還可再優(yōu)化，如下：
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int &swap(int &a, int &b)
{
return (b ^= a ^= b ^= a);
}
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現(xiàn)在來(lái)順次交換5個(gè)變量的值，如下：
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swap(a, b); //返回b
swap(b, c); //返回c
swap(c, d); //返回d
swap(d, e);
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既然有返回值，那么可以寫(xiě)成鏈?zhǔn)降模缦拢?/p>
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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);
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現(xiàn)在，讓我們來(lái)把swap函數(shù)依次用相應(yīng)的函數(shù)體替換掉，如下：
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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;
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好了，最后一個(gè)語(yǔ)句就實(shí)現(xiàn)了順次交換五個(gè)變量的值，寫(xiě)程序驗(yàn)證如下：
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/******************************************************************
* Copyright (c) 2005-2007 CUG-CS
* All rights reserved
*
* 文件名稱(chēng)：xor.c
* 簡(jiǎn)要描述：實(shí)現(xiàn)五個(gè)變量的順次交換
*
* 當(dāng)前版本：1.0
* 作 者：raincatss
* 完成日期：2007-10-18
* 開(kāi)發(fā)環(huán)境：Windows XP Sp2 + VC6.0
* 個(gè)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;
}
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運(yùn)行結(jié)果如下：
測(cè)試結(jié)果正確，達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。
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