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不用临时变量怎么实现 swap(a, b)

不用临时变量怎么实现 swap(a, b)

作者: 飘渺阿天 | 来源:发表于2017-10-25 17:46 被阅读250次

看了很多方法,因人而已。
两个int型变量a和b,不使用临时变量,交换它们的值。
总结一下:
C
a = a + b;
b = a;
a = a - b;

Python
a , b = b , a

应该是C++
a = a ^ b;
b = a ^ b;
a = a ^ b;
然后截取一段大神的文章:http://blog.csdn.net/caozhk/article/details/20175441
就地交换两个数是比较经典而且基础的算法之一。 我们要交换两个数字,通常的做法就创建一个中间变量,然后进行循环赋值,比如说下面的代码:
void Switch(int* p1, int* p2)
{
int tmp = *p1;
*p1 = *p2;
*p2 = tmp;
}

这种做法是最常见的一种交换两个数字的方法,但研究算法的人总是会提出比较诡异的问题,比如说在手持设备中,内存资源很宝贵,要求不开辟新的空间,就地完成交换工作。

我们来考虑一下,如果想要就地完成这个交换的工作,从哲学地角度思考这个问题,我们手头有两个变量,要存储两个的信息。我们将每个信息存储到一个单独的变量中,这是一种存储方式,但如果使用这种存储方式,我们是不可能完成就地交换的。那么我们需要考虑另外一种存储方式,用一个变量存储两个信息的集合,用另外一个变量存储任意一个信息,这种存储方式就可以完成交换的工作。

上面这段话很抽象,我们用为代码来表示

// 现在有两个变量a, b,我使得
a = [a,b] // a 等于ab两个信息的集合
b = b // b 还是 b

这种表示方法,我们存储了两个信息,但存储方式不一样,我们需要对信息进行提取,例如我们要a时,则
c = a 去除 b

如果还是不明白这种存储方式,那么我直接给出就地交换的算法:

void switch(int* p1, int* p2)
{
*p1 = *p1 + p2; // 改变存储方式,使得p1保存两个信息
*p2 = *p1 - *p2; // 取出 原来的 *p1 信息,存入 *p2 中
*p1 = *p1 - *p2; // 取出原来的 *p2 信息,存入 *p1 中
}

上面的代码看起来有点烦? 把指针去掉看吧:

int a = 1;
int b = 2;
a = a + b;
b = a - b;
a = a - b;

这个思路很巧妙,但也存在一定问题: 万一溢出了怎么办?

到目前为止,我们的答题思路是没错的,就是寻找另外一种数据存储的模式,用一个变量保存两条信息的集合,我们仍然需要采用这种模式解决这个问题,但原先的简单相加的模式是不行了,于是我们想到,集合两个整型数字,是否可以从其二进制表达方面来考虑?

我们可以使用位异或来存储集合信息。 用 1 和 0 来做简单的验证,看是否可以用异或的方式,存储信息的集合:
如果两个数是a = 1和b = 0,则:
集合 = 1
0 异或 集合 = 1
1 异或 集合 = 0

如果 a = 1 & b = 1
集合 = 0
1 异或 集合 = 1

如果 a = 0 & b = 0
集合 = 0
0 疑惑 集合 = 0

验证结果: 可以采用信息集合的方式存储

那么我们的交换代码可以变成:

int a = 10;
int b = 50;

a = a ^ b; // 构建集合
b = a ^ b; // 取出集合的另一个元素
a = a ^ b; // 取出集合的另一个元素

这种方式不用担心数据溢出,应该算是就地交换两个数的最佳解决方案了。

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