javajava 如何不使用第三个变量来交换两个数的值

Posted 2021-06-06 九师兄

1.概述

今天是一个悲伤的一天，我的悲伤逆流成河。非常非常的悲伤。主要是有这个一个面试题。如何不使用第三个变量来交换两个数的值。

考官说小学生都会的题目，你不会？我他妈还就是没回答上来。

然后百度了一下，如下：

此处转载:如何不使用第三个变量来交换两个数的值

最近在看《c++从入门到精通》自学c++，里面有一道课后题是如何做到不适用第三个变量来交换两个数的值，以下是我在网上查找到的资料，记录下并作为笔记。

题目：a=10,b=15，将a / b的值互换。

通常我们的做法是（尤其是在学习阶段）：定义一个新的变量，借助它完成交换。代码如下：

  int a,b;
  a=10; b=15;
  int t;
  t=a; a=b; b=t;

这种算法易于理解，特别适合帮助初学者了解计算机程序的特点，是赋值语句的经典应用。在实际软件开发当中，此算法简单明了，不会产生歧义，便于程序员之间的交流，一般情况下碰到交换变量值的问题，都应采用此算法（以下称为标准算法）。

上面的算法最大的缺点就是需要借助一个临时变量。那么不借助临时变量可以实现交换吗？答案是肯定的！

2.方案

2.1 算术运算

简单来说，就是通过普通的+和-运算来实现。代码如下：

a=a+b;//a的值变成了a+b的和
b=a-b;//相当于a+b-b，结果就是原来a的值赋值给了b
a=a-b;//相当于a+b-a，结果就是把原来的b的值赋值给了a

通过以上运算，a和b中的值就进行了交换。表面上看起来很简单，但是不容易想到，尤其是在习惯标准算法之后。

算术运算二

   @Test
    public void swapData(){
        int a,b;
        a=10;b=12;
        a=b-a; //a=2;b=12
        b=b-a; //a=2;b=10
        a=b+a; //a=12;b=10
        System.out.println(a);
        System.out.println(b);
    }

它的原理是：把a、b看做数轴上的点，围绕两点间的距离来进行计算。

具体过程：

1. 第一句“a=b-a”求出ab两点的距离，并且将其保存在a中；
2. 第二句“b=b-a”求出a到原点的距离（b到原点的距离与ab两点距离之差），并且将其保存在b中；
3. 第三句“a=b+a”求出b到原点的距离（a到原点距离与ab两点距离之和），并且将其保存在a中。完成交换。

此算法与标准算法相比，多了三个计算的过程，但是没有借助临时变量。（以下称为算术算法）

2.2 位运算

通过异或运算也能实现变量的交换，这也许是最为神奇的，请看以下代码：

	@Test
    public void swapData2() {
        int a=10,b=12; //a=1010^b=1100;
        a=a^b; //a=0110^b=1100;
        b=a^b; //a=0110^b=1010;
        a=a^b; //a=1100=12;b=1010;

        System.out.println(a);
        System.out.println(b);

    }

此算法能够实现是由异或运算的特点决定的，通过异或运算能够使数据中的某些位翻转，其他位不变。这就意味着任意一个数与任意一个给定的值连续异或两次，值不变。

即：a^b^b=a。将a=a^b代入b=a^b则得b=a^b^b=a;同理可以得到a=b^a^a=b;轻松完成交换。

以上三个算法均实现了不借助其他变量来完成两个变量值的交换，相比较而言算术算法和位算法计算量相当，地址算法中计算较复杂，却可以很轻松的实现大类型（比如自定义的类或结构）的交换，而前两种只能进行整形数据的交换（理论上重载“^”运算符，也可以实现任意结构的交换）。