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標(biāo)題: 不用中間數(shù)交換兩個變量的方法 [打印本頁]

作者: f556 時間: 2019-11-26 10:49
標(biāo)題: 不用中間數(shù)交換兩個變量的方法
本帖最后由 f556 于 2019-11-26 10:50 編輯

再次翻看多年前的日志，看到自己記錄的算法，聯(lián)想到前些天論壇有人問了一個簡單的問題：“怎么交換兩組數(shù)？”
當(dāng)時有人回答用中間變量，這是一種常用的方法。這個思路好比以下例子：一杯果汁A、一碗牛奶B，現(xiàn)在要互換一下容器，即把A換到碗里，B換到杯里。只有借助第3個容器C。操作是A--->C,B---->A,C----->B,這樣才能完成交換。
有人回答用加減法，思路不錯：
a=3;b=5;
a=a+b;
b=a-b;
a=a-b;
但當(dāng)時我提出有溢出問題，如235+122怎么辦，設(shè)定a、b均為unsigned char；如果均為unsigned int同樣有問題，不能用程序來限定a、b值的范圍，特別是ADC的值。

我日志記錄的不用中間數(shù)交換兩個變量的方法，均利用C語言的異或運(yùn)算。
異或邏輯：對應(yīng)的位相比較，同=0，異=1，實際上可以理解就“按位求異”,即“異為真，同為假”
舉例：
xxxx 1001  ^ 0000 1111 = xxxx 0110（后4位翻轉(zhuǎn)）
xxx1 xxxx  ^    1 0000 =xxx0 xxxx
xxx0 xxxx  ^    1 0000 =xxx1 xxxx

程序如下：
unsigned int aa=3456,bb=7890;
void main( void )
{
  aa=aa^bb;
  bb=bb^aa;
  aa=aa^bb;
}
運(yùn)行結(jié)果見圖片。

stest.jpg (102.67 KB, 下載次數(shù): 291)

還未運(yùn)行

stest2.jpg (62.3 KB, 下載次數(shù): 314)

運(yùn)行完

作者: hi毀人不倦 時間: 2019-11-28 08:36
夭壽，答案確實如此為何腦子還是轉(zhuǎn)不太過來。

作者: hange_v 時間: 2019-11-30 12:33
這個太厲害了，精彩

作者: 15806853199mmm 時間: 2019-12-2 12:35
好厲害，電賽初學(xué)者剛好

作者: shibadong 時間: 2019-12-5 09:22
沒看懂�。。。�

作者: 歐陽來洪 時間: 2019-12-10 09:49
神仙算法

作者: f556 時間: 2019-12-10 17:07
解釋一下，試算：
a=2 ----b 10
b=3 ----b 11          以下用二進(jìn)制
a=a^b=10^11=01    這個數(shù)相當(dāng)于一個中間值，不是原a，也不是原b
b=b^a=11^01=10  ---->2    使用了中間值01 （a）
a=a^b=01^10=11  ----->3    使用了中間值01 ,也使用了交換好的b

異或象加法一樣，不分先后順序
改程序如下圖，也可

sss.jpg (21.03 KB, 下載次數(shù): 271)

作者: lzj527095842 時間: 2019-12-13 17:59
牛逼，學(xué)習(xí)了

作者: rotga 時間: 2019-12-16 08:51
這種交換方法有一個前提，就是aa和bb不能相等，如果相等，則會得出錯誤的結(jié)果。所以在做異或運(yùn)算前，需要進(jìn)行判斷。

作者: f556 時間: 2019-12-17 14:13

rotga 發(fā)表于 2019-12-16 08:51
這種交換方法有一個前提，就是aa和bb不能相等，如果相等，則會得出錯誤的結(jié)果。所以在做異或運(yùn)算前，需要進(jìn) ...

真的嗎？純屬你的主觀意斷！

作者: f556 時間: 2019-12-17 14:18
否定樓上的想當(dāng)然，兩個相同數(shù)的交換。見運(yùn)行圖片
人算：
a=1; b=1;
a=a^b=0;
b=a^b=0^1=1;
a=a^b=0^1=1;
錯在哪里！

ssss.jpg (52.97 KB, 下載次數(shù): 225)

作者: 沒有你 時間: 2019-12-20 15:56
你這種方法雖然可行，涉及到異或處理，編譯出的匯編代碼會比中間變量法多一些，這樣的話，單片機(jī)就需要花更多是時間去處理，可以說效率低。而且這樣寫，代碼的可讀性非常差。

作者: qq923004243 時間: 2019-12-21 12:37
多學(xué)一種思路，至少以后看的懂謝謝樓主的講解樓主說的兩種我看過，這個沒看過

作者: rotga 時間: 2019-12-22 22:26
如果只是在main中這樣做，結(jié)果沒有問題，但是在實際編程中，以調(diào)用函數(shù)的方式，那么只能用指針傳遞實參，如果兩個數(shù)值相等的話，這樣就會出錯。你可以試一試。

作者: rotga 時間: 2019-12-22 22:54
#include <stdio.h>
void swap(int *a,int *b)
{
*a^=*b;
*b^=*a;
*a^=*b;

}
void main(void)
{
int test[2] = {21,23};
swap(&test[0],&test[0]);
printf("test[0]=%d test[1]=%d",test[0],test[1]);
}
運(yùn)行結(jié)果：test[0]=0 test[1]=23

作者: 學(xué)習(xí)使我快樂呢 時間: 2019-12-25 15:29
學(xué)到了，很有幫助，這個平臺很不錯

作者: f556 時間: 2019-12-27 16:31

rotga 發(fā)表于 2019-12-22 22:54
#include
void swap(int *a,int *b)
{

你程序有一句明顯錯誤。

作者: 113265 時間: 2019-12-27 22:18
太麻煩了

作者: f556 時間: 2019-12-28 12:36

rotga 發(fā)表于 2019-12-22 22:54
#include
void swap(int *a,int *b)
{

有一個語句明顯錯了，請改正。
另外，我個人非常厭惡printf，這個純無用的垃圾語句。從你用printf可以看出受了唐大師的毒害，還是重新找本書或者混一下網(wǎng)站、論壇。

作者: rotga 時間: 2019-12-31 10:08
不是明顯錯了，而是模擬在復(fù)雜環(huán)境里面，很有可能產(chǎn)生待比較的兩個數(shù)的指針指向同一地址，而結(jié)果你也看到了，是否和你之前想象的結(jié)果一致？你的心態(tài)很浮躁，我的水平是不高，但三人行必有我?guī)熝�。是否你認(rèn)為給你指出潛在的錯誤邏輯只能是水平比你高的人才有資格？這個帖子我無意和你扯這些口舌之爭。如果技術(shù)上還有需討論的地方，歡迎發(fā)表觀點。關(guān)于用異或交換數(shù)字，是個思路，但第一，對于直接交換，如果操作對象是同一個數(shù)，會有錯誤結(jié)果。第二，運(yùn)行效率低，代碼可讀性差。這個早已是定論。

作者: woxue100 時間: 2019-12-31 10:33
好厲害，初學(xué)者剛好

作者: hfj2011 時間: 2020-1-11 12:11
#include <stdio.h>
void swap(int *a,int *b)
{
      *a^=*b;
      *b^=*a;
      *a^=*b;

}
void main(void)
{
      int test[2] = {21,21};
      swap(&test[0],&test[1]);
      printf("test[0]=%d test[1]=%d",test[0],test[1]);
}
運(yùn)行結(jié)果：
test[0]=21 test[1]=21Press any key to continue

作者: qinshuai 時間: 2020-1-17 11:05
感謝，漲知識了

作者: Daniel008 時間: 2020-1-20 16:11
學(xué)習(xí)了，很有幫助

作者: Daniel008 時間: 2020-1-20 16:30

rotga 發(fā)表于 2019-12-16 08:51
這種交換方法有一個前提，就是aa和bb不能相等，如果相等，則會得出錯誤的結(jié)果。所以在做異或運(yùn)算前，需要進(jìn) ...

相等就不用交換了

作者: forpeople 時間: 2020-2-2 20:11
這么好的貼子不頂不行

作者: wodexiang 時間: 2020-2-3 01:00
不具通用性，只能在特殊場景里使用

作者: yk_yyy 時間: 2020-2-15 13:18
這個方法好，學(xué)習(xí)了

作者: sgb957431795 時間: 2020-2-15 15:07
謝謝大佬學(xué)習(xí)了

作者: IKNOW 時間: 2020-2-20 13:32
有意思

作者: barlai 時間: 2020-3-11 07:45
過來學(xué)習(xí)！

作者: hbcqd 時間: 2020-3-15 19:59
先學(xué)習(xí)這個方法，在實踐中運(yùn)用，感謝大家的分享！

作者: jhy8341 時間: 2020-3-15 21:19
兩次對同一個數(shù)異或還等于自己

作者: wanghz12 時間: 2020-3-22 13:53
int x,y;
x=x+y;
y=x-y;
x=x-y;

作者: dongqing 時間: 2020-4-12 11:04
學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)，感謝！

作者: 權(quán)威人物 時間: 2020-4-21 13:54

rotga 發(fā)表于 2019-12-16 08:51
這種交換方法有一個前提，就是aa和bb不能相等，如果相等，則會得出錯誤的結(jié)果。所以在做異或運(yùn)算前，需要進(jìn) ...

你的基礎(chǔ)不行啊，樓主這么詳細(xì)的說明了你都還沒明白么？

作者: 權(quán)威人物 時間: 2020-4-21 13:57

wanghz12 發(fā)表于 2020-3-22 13:53
int x,y;
x=x+y;
y=x-y;

這個的前提是相加不能超出int范圍

作者: 新洲羅遠(yuǎn) 時間: 2020-4-22 20:26
天才算法！

作者: 1823711995 時間: 2020-4-30 16:52
把加法換為減法不就可以了？減法不會溢出，也比異或效率高

作者: 1823711995 時間: 2020-4-30 16:54
a=3;b=5;
a=a-b;
b=a+b;
a=b-a;

作者: guyunfeng 時間: 2020-5-16 10:48
樓主有點武斷了，用加法交換雖然會溢出但結(jié)果依然正確。在指出問題之前最少要動手試一試。

作者: guyunfeng 時間: 2020-5-16 10:50
溢出不影響結(jié)果，樓主方向錯了。

作者: dzbj 時間: 2020-5-20 17:09
請教兩個問題如下應(yīng)該是最傻愣的方法吧第一這樣也不限制長度不管是char還是int 因為過程變量的長度是相同的第二不需要運(yùn)算只是賦值會比你的方法速度快是么

uchar a=123;
uchar b=234;

void swap()
{
uchar c;
c=a;
a=b;
b=c;
}

作者: romking11 時間: 2020-5-25 15:53
好厲害，電賽初學(xué)者剛好

作者: luohujiu 時間: 2020-5-27 14:58
好東西值得去想和學(xué)習(xí)

作者: specialClass 時間: 2020-5-30 17:26
樓主的這個帖子很有意義，用到了異或的性質(zhì)：
只要有： a^b=c
那么對于（）^（）=（）可以隨便填入a、b、c 都成立，交換數(shù)來説也就很簡單了
MOV A,#33H
MOV 30H,#66H
XRL A,30H
XRL 30H,A
XRL A,30H
在一些寄存器不夠的地方用剛剛好，學(xué)習(xí)了

作者: 塞北江南 時間: 2020-8-29 16:16
有那么點意思，值得發(fā)揚(yáng)光大！

作者: 正規(guī)007 時間: 2020-8-29 16:31
頂起！值得推廣！

作者: 長風(fēng)007 時間: 2020-9-23 16:47
你這種方法可行，只是單片機(jī)就需要花更多是時間去處理，效率有點低。

作者: passanyworld 時間: 2020-11-6 14:28
你的思路不錯

作者: 溫xyz 時間: 2020-11-28 07:54

wanghz12 發(fā)表于 2020-3-22 13:53
int x,y;
x=x+y;
y=x-y;

x=x+y可能會溢出。

作者: rundstedt 時間: 2021-1-23 18:06

溫xyz 發(fā)表于 2020-11-28 07:54
x=x+y可能會溢出。

溢出不影響結(jié)果的正確性。

作者: zpmpok001 時間: 2021-1-28 13:56

Daniel008 發(fā)表于 2020-1-20 16:30
相等就不用交換了

所謂的相等，是認(rèn)為分析，
在程序運(yùn)行時 A  B  有時相等，有時不相等
例如  A 是用戶指定的數(shù)據(jù)
      B  是函數(shù)得出的返回值

那么：我們控制不了的兩個數(shù)據(jù)，他們有可能相等（作者認(rèn)為相等的會出錯），有時候不相等

作者: 山烏木 時間: 2021-3-24 17:23
不同的思維方式，看了很受益

作者: cfqde 時間: 2021-3-27 15:56
好方法呀！

作者: nakete 時間: 2021-5-12 14:53
方法不錯~~不過大型的程序會在意這個小算法嗎？

作者: USHODO 時間: 2021-5-25 09:28
討論熱烈拓展思路

作者: yzwzfyz 時間: 2021-6-23 15:42
1、程序運(yùn)行時間長；
2、占用存儲器多；
3、不實用。
將這段程序編譯后，看看所用的代碼就知道有多蠢了。
比起：A--->C,B---->A,C----->B 的方案差遠(yuǎn)了。

作者: 單片機(jī)愛好者223 時間: 2021-7-14 19:16
時間換空間

作者: 單片機(jī)愛好者223 時間: 2021-7-14 19:17
PUSH A
MOV A,B
POP B
最簡單

作者: 這個好難�。� 時間: 2021-7-23 11:28

rotga 發(fā)表于 2019-12-16 08:51
這種交換方法有一個前提，就是aa和bb不能相等，如果相等，則會得出錯誤的結(jié)果。所以在做異或運(yùn)算前，需要進(jìn) ...

1.相等了就可以不用交換了；
2.可以加個判斷，只有不相等的時候才會有下面的交換

作者: jizhongbiao 時間: 2021-8-2 17:05

rotga 發(fā)表于 2019-12-31 10:08
不是明顯錯了，而是模擬在復(fù)雜環(huán)境里面，很有可能產(chǎn)生待比較的兩個數(shù)的指針指向同一地址，而結(jié)果你也看到了 ...

你用其它方法指向同一個地址也是會有問題的，這個和樓主的算法無關(guān)。

作者: zyluglugl 時間: 2021-8-3 22:26
這是什么原理？可以解釋一下嗎？

作者: zyluglugl 時間: 2021-8-3 22:29

rotga 發(fā)表于 2019-12-16 08:51
這種交換方法有一個前提，就是aa和bb不能相等，如果相等，則會得出錯誤的結(jié)果。所以在做異或運(yùn)算前，需要進(jìn) ...

你是最牛的人，給你點贊先！

作者: 1075402835 時間: 2021-8-3 22:48
初學(xué)者的天堂

作者: hhdsdy 時間: 2021-8-4 00:57

單片機(jī)愛好者223 發(fā)表于 2021-7-14 19:17
PUSH A
MOV A,B
POP B

我也想這樣說的，這個占用的是預(yù)留的空間，過后歸還，不會額外占用空間

作者: lsh04 時間: 2021-8-7 23:56

rotga 發(fā)表于 2019-12-22 22:54
#include
void swap(int *a,int *b)
{

這句錯了swap(&test[0],&test[0]);
應(yīng)為 swap(&test[0],&test[1]);

作者: 188610329 時間: 2021-9-24 23:20

specialClass 發(fā)表于 2020-5-30 17:26
樓主的這個帖子很有意義，用到了異或的性質(zhì)：
只要有： a^b=c
那么對于（）^（）=（）可以隨便填入a、b、 ...

兄弟，你都用匯編寫了……
你直接一個 XCH A,30H 不就換過來了么？還那么幾個 XRL 干嘛�。�

作者: 188610329 時間: 2021-9-24 23:27
表面上看，不占用中間變量，實際上至少占用了累加器A，根據(jù)不同的編譯方式還可能占用寄存器B，一樣動用了累加器A，你先移動到累加器A，再互相移位遠(yuǎn)比反復(fù)運(yùn)算要好得多。

作者: rsx9583 時間: 2021-11-3 11:37

1823711995 發(fā)表于 2020-4-30 16:54
a=3;b=5;
a=a-b;
b=a+b;

你這種算法很好。運(yùn)行效率與可讀性應(yīng)該是比較強(qiáng)的。
不過我覺得還是設(shè)個中間數(shù)的最簡單明了，不用去規(guī)避一些未知的坑。

作者: chinomango 時間: 2022-3-19 05:10
異或效率該比加減高吧？這個出來40年了吧？我好奇還有折磨多人發(fā)帖

作者: zhaobolove 時間: 2022-3-19 09:28
#include <stdio.h>

int main(void)
{
unsigned int a=65530;
unsigned int b=65535;

printf("交換前a,b的值分別為:\n");
printf("a=%d\n",a);
printf("b=%d\n",b);

a=a+b; //a=a*b;

b=a-b; //b=a/b;

a=a-b; //a=a/b;

printf("交換前a,b的值分別為:\n");
printf("a=%d\n",a);
printf("b=%d\n",b);

return 0;
}

已經(jīng)測試了，沒有問題，不會溢出問題

作者: wukouyyq 時間: 2022-4-16 14:43
就用一下一個中間變量又能咋滴？

　想起了一個笑話，3個專家和一個農(nóng)民在說下雨時雨滴的問題，這個故事　就不在這里說了。

原來這個笑話是說我們程序猿的。。。。。。。

作者: 鵜鶘 時間: 2022-6-11 20:02

zyluglugl 發(fā)表于 2021-8-3 22:26
這是什么原理？可以解釋一下嗎？

有兩條：
1是，異或運(yùn)算既滿足交換律也滿足結(jié)合律；
2是，與自己異或結(jié)果是0且0與一個值異或結(jié)果就是那個值。

作者: 鵜鶘 時間: 2022-6-11 20:17

dzbj 發(fā)表于 2020-5-20 17:09
請教兩個問題如下應(yīng)該是最傻愣的方法吧第一這樣也不限制長度不管是char還是int 因為過程變量的長度是相 ...

異或運(yùn)算是CPU最拿手的運(yùn)算之一，與賦值也不相上下，都可以是單周期單字節(jié)指令，速度上差不了多少只是程序的可讀性差點。賦值的方法要開辟第三個變量并也是要對其操作的，時間上不見得有多少優(yōu)越性。

作者: 鵜鶘 時間: 2022-6-11 20:40

guyunfeng 發(fā)表于 2020-5-16 10:50
溢出不影響結(jié)果，樓主方向錯了。

溢出的確不影響結(jié)果，但樓主的方向哪里錯了？他這個方法的結(jié)果不對嗎？這兩種方法都有可讀性問題，但相比之下很顯然樓主的更專業(yè)，可讀性、嚴(yán)格性要好得多，常用C語言尤其是匯編語言的都對溢出、反碼補(bǔ)碼很在乎，這是習(xí)慣。我還是第一次看到這么做，看到加減法時也立即想到了有溢出問題，假如是別人寫的程序要我來檢查的話，我肯定要多花時間精力甚至詢問編程者來肯定它的正確性，而樓主的方法嚴(yán)格明了，不必跟任何人商量，可讀性、專業(yè)性樓主的要好得多，何來“方向錯誤”？

作者: 鵜鶘 時間: 2022-6-11 20:49

單片機(jī)愛好者223 發(fā)表于 2021-7-14 19:17
PUSH A
MOV A,B
POP B

你這是匯編語言，你這么做恰恰是舍近求遠(yuǎn)，微處理器、單片機(jī)都有交換指令，一條指令即可，早年的Z80是XCHG，86處理器也是，51的匯編寫法好像是XCH，當(dāng)目標(biāo)和原都是寄存器時，交換指令是典型的單周期單字節(jié)指令。

作者: 鵜鶘 時間: 2022-6-11 21:05

1823711995 發(fā)表于 2020-4-30 16:52
把加法換為減法不就可以了？減法不會溢出，也比異或效率高

換為減法也可以，但也有問題，小減大會得到補(bǔ)碼，這個你想過沒有？但是，也不影響結(jié)果，也行得通，可讀性那就比加法還差。。。�！皽p法比異或效率高”——這個是錯的，【異或】運(yùn)算是CPU最拿手的指令，無出其右，你大概不太熟悉數(shù)字電路，加法電路就是異或電路，如果是單純的異或那就連進(jìn)位都不需要，完整的加法電路就是帶進(jìn)位的異或電路。

作者: 鵜鶘 時間: 2022-6-11 21:19
這個方法不會比更流行的賦值方法慢，異或運(yùn)算是CPU上處理起來最快的指令，不會比賦值慢,更不會比加減法慢，它們都可以是單字節(jié)單周期指令，樓主的方法比加減法要好得多，相比之下嚴(yán)格、明了得多，老手都會用樓主的方法而不會去用加減法的雖然它也正確，加減法明顯的很笨拙、不專業(yè)。

作者: 鵜鶘 時間: 2022-6-11 21:56

yzwzfyz 發(fā)表于 2021-6-23 15:42
1、程序運(yùn)行時間長；
2、占用存儲器多；
3、不實用。

不會的，如果是匯編語言，這個算法只快不會慢，它少用了一個變量怎么會“占用存儲器多”呢？

作者: f556 時間: 2023-9-23 12:08

鵜鶘發(fā)表于 2022-6-11 21:56
不會的，如果是匯編語言，這個算法只快不會慢，它少用了一個變量怎么會“占用存儲器多”呢？

高手！謝謝你的多個回復(fù)，分析的到位、專業(yè)！

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