不借助第3個變量交換兩整形變量的值(C/C++)

問

交換兩個整形變量的值。通常我們的做法是：定義一個新的變量，藉助它完成交換。
代碼如下：

int a=1; 
int b=2; 
int t=0; 
t=a; 
a=b; 
b=t; 

如何在不借助第3個變量交換兩變量的值？

這是個常見的面試筆試題，題目隨小，但是卻非常巧妙，遇到這個小問題是在同事寫的代碼中，這位優秀同事使用的位運算符 ^，讓我眼前一亮，於是決定仔細思考並在此記錄下來。

答

有三種常見的方式：

• 利用加法運算
• 利用乘法運算
• 利用位運算

加法交換

void swap1(int* a,int* b)
{
    *a = *a + *b;
    *b = *a - *b;
    *a = *a - *b;
}

乘法交換

void swap2(int* a,int* b)
{
    *a = *a * *b;
    *b = *a / *b;
    *a = *a / *b;
}

位運算

void swap3(int* a,int* b)
{
    *a = *a ^ *b;
    *b = *a ^ *b;
    *a = *a ^ *b;
}

此算法能夠實現是由異或運算的特點決定的，通過異或運算能夠使數據中的某些位翻轉，其他位不變。

測試 demo

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int x = 1;
    int y = 2;
    printf("before swap1 x is %d , y is %d\n",x,y);
    swap1(&x,&y);
    printf("after swap1 x is %d , y is %d\n\n",x,y);

    printf("before swap2 x is %d , y is %d\n",x,y);
    swap2(&x,&y);
    printf("after swap2 x is %d , y is %d\n\n",x,y);

    printf("before swap3 x is %d , y is %d\n",x,y);
    swap3(&x,&y);
    printf("after swap3 x is %d , y is %d\n\n",x,y);
    return 0;
}

C++ 模板函數實現

#include <iostream>
using namespace std;

template <typename T>
void swap1(T* a,T* b)
{
    *a = *a + *b;
    *b = *a - *b;
    *a = *a - *b;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
    short x = 1;
    short y = 2;
    cout <<"before swap1 x is "<< x<< " y is "<<y<<endl;
    swap1(&x,&y);
    cout <<"after swap1 x is "<< x<< " y is "<<y<<endl;
    return 0;
}