【C/C++教学】浅谈交换两个数的不同实现方法

写在前面

在小编辛辛苦苦撸了一个月C语言之后，屁颠屁颠跑去老师面前想装个B。老师说哎那你说说怎么实现两个数的交换？这TM不太简单了嘛。当小编把代码给老师看的时候，老师蛋蛋一笑，眼神里充满了关爱，然后来了一句：这么low的代码都能写出来，你心里难道没有一点逼数嘛？

然后小编只好一脸懵逼回去baidu一下了。没想到一查，卧槽这里面的学问大着呢。

引言

我们在学习编程过程中时常会遇到需要交换两个数据的问题，那么我们该怎样去完成对两个数据的交换呢？例如，a=12 b=8如何让a变为8，b变为12呢？在这过程中我们也要好好体会交换过程中体现的思维方式和计算机的执行规则。话不多说，下面进入我们具体的内容：

NO.1借助中间变作为中间过渡

int a=12,b=8,temp;

temp = a; //将a的值赋给temp作为中间过渡，即temp=12

a = b; //将b的值赋给a，即a所分配的内存里的数变为了8

b = temp; //b的值变为了12

这是最简单的交换方法了，是赋值语句的经典应用！应该是个人都能看懂的吧？

那，能不能把这个功能做成一个函数？嗯，憋说话。先看代码：

该实现方法是将a和b的地址发送给p和q，即p，q中存放的是a，b的地址。p指向a，q指向b，swap函数通过间址访问来对a和b的内容进行修改，从而交换了a和b的值。

但是如果不是发送a和b的地址，而是直接发送a和b的值，情况会怎样？

(程序右边)这样子的话并不能交换a和b的值。为什么呢？这是因为主函数调用swap函数时会为其中的变量在栈堆中分配的内存，但在主函数调用完swap函数时，其占的内存会被释放掉。即一开始p和q的内存空间里是12和8。Swap函数交换的也只是p和q的值，a和b的值并没有改变。

NO.2通过算术变换来实现

该方法不需要中间变量，思维方式显得很高大上，B格自然就高了一点！

其基本原理还是迭代的方法，是将两个数的和减去其中一个数等于另一个数；看不懂的仔细推导一下就能明白。另外，在这里请读者自行思考，是否可以用乘除运算来实现呢？！

NO.3通过按位异或逻辑运算来实现

这个方法就有点高大上了，貌似曾经还作为百度还是阿里的笔试题。

为此，先介绍一下啥是异或运算，他有什么特点可以用来交换两个数！

逻辑异或运算可以简单理解为：

当两个逻辑数（0和1）相同时，异或结果为假即0。

而当两个逻辑数不相同时，异或结果为真即1.

这里简单点记就是：同性恋（两个数相同）不允许。异性恋（两个数不同）允许。

在计算机中用 ^ 来表示按位异或运算。如：

0^0=0,

1^0=1,

101110^100010=001100

下面一步一步为大家解释这个过程：

①初始，a=‭1100‬(二进制),b=‭1000‬(二进制)

②执行a = a^b 之后,a值变为0100

a 1100

b 1000

xor 0100

③执行b = a^b 之后,b值变为1100

a 0100

b 1000

xor 1100

④执行a = a^b 之后,a值变为1000

a 0100

b 1100

xor 1000

此时,ab的值已经实现交换了。done!

以上四种方法只是都是值得我们好好去思考的方法，多点想象对我们的思维总是有帮助的！我们也期待同学们想到其他更有意思的方法！

写在后面

好了，来说说前两种的缺点吧。

第一种，必须得借助中间变量来交换，开辟给temp的内存，有点浪费空间！

第二种，但是当a和b的数值很大时，a+b就可能会溢出，导致结果出错！

END