交換兩個變量值

交換變量值的方法

一：藉助第三變量

直接利用第三變量t作爲容器，幫助a，b交換值

#include<stdio.h>
int main()
{
    int a=3,b=7;
    int t=a;
    a=b;
    b=t;
    printf("%d %d",a,b);
    return 0;
}

二：不借助第三變量

1.算術法：容易溢出

#include<stdio.h>
int main()
{
    int a=3,b=7;
    a=a+b;
    b=a-b;
    a=a-b;
    printf("%d %d",a,b);
    return 0;
}

2.位運算法

#include<stdio.h>
int main()
{
    int a=3,b=7;
    a^=b;
    b^=a;
    a^=b;
    printf("%d %d",a,b);
}

3 指針地址操作
因爲對地址的操作實際上進行的是整數運算，比如：兩個地址相減得到一個整數，表示兩個變量在內存中的儲存位置隔了多少個字節；地址和一個整數相加即“a+10”表示以a爲基地址的在a後10個a類數據單元的地址。所以理論上可以通過和算術算法類似的運算來完成地址的交換，從而達到交換變量的目的。即：

int *a,*b; //假設
*a=new int(10);
*b=new int(20); //&a=0x00001000h,&b=0x00001200h
a=(int*)(b-a); //&a=0x00000200h,&b=0x00001200h
b=(int*)(b-a); //&a=0x00000200h,&b=0x00001000h
a=(int*)(b+int(a)); //&a=0x00001200h,&b=0x00001000h

通過以上運算a、b的地址真的已經完成了交換，且a指向了原先b指向的值，b指向原先a指向的值了嗎？上面的代碼可以通過編譯，但是執行結果卻令人匪夷所思！原因何在？
首先必須瞭解，操作系統把內存分爲幾個區域：系統代碼/數據區、應用程序代碼/數據區、堆棧區、全局數據區等等。在編譯源程序時，常量、全局變量等都放入全局數據區，局部變量、動態變量則放入堆棧區。這樣當算法執行到“a=(int*)(b-a)”時，a的值並不是0x00000200h，而是要加上變量a所在內存區的基地址，實際的結果是：0x008f0200h，其中0x008f即爲基地址，0200即爲a在該內存區的位移。它是由編譯器自動添加的。因此導致以後的地址計算均不正確，使得a,b指向所在區的其他內存單元。再次，地址運算不能出現負數，即當a的地址大於b的地址時，b-a<0，系統自動採用補碼的形式表示負的位移，由此會產生錯誤，導致與前面同樣的結果。
有辦法解決嗎？當然！以下是改進的算法：

if(a<b)
{
a=(int*)(b-a);
b=(int*)(b-(int(a)&0x0000ffff));
a=(int*)(b+(int(a)&0x0000ffff));
}
else
{
b=(int*)(a-b);
a=(int*)(a-(int(b)&0x0000ffff));
b=(int*)(a+(int(b)&0x0000ffff));
}

算法做的最大改進就是採用位運算中的與運算“int(a)&0x0000ffff”，因爲地址中高16位爲段地址，後16位爲位移地址，將它和0x0000ffff進行與運算後，段地址被屏蔽，只保留位移地址。這樣就原始算法吻合，從而得到正確的結果。
此算法同樣沒有使用第三變量就完成了值的交換，與算術算法比較它顯得不好理解，但是它有它的優點即在交換很大的數據類型時，它的執行速度比算術算法快。因爲它交換的時地址，而變量值在內存中是沒有移動過的。（以下稱爲地址算法）

資料參考：不用引入第三變量交換兩個變量的值