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那些年用过的swap函数

2013年04月27日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1439字 ⁄ 字号 评论关闭

前沿

swap函数 用于交换 a ,b 两个数。实现方法大同小异,其中不乏有好多版本,现在就其性能和可读性略作分析。不对指出还望指正。。


探讨:

其中的函数原型是:

(1) void swap(int &a,int &b);传引用

(2)void swap(int *a,int *b);传地址


下面就第二个函数原型分析,代码如下:
c code :

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/**
    使用中间变量tmp
*/
void swap(int *a,int *b)
{
    int tmp = *a;
    *a = *b;
    *b = tmp;
}
/**
    使用加减法计算
*/
void swap1(int *a,int *b)
{
    *a = (*a) + (*b) ;
    *b = (*a) - (*b);
    *a = (*a) - (*b) ;
}
/**
    使用乘除法计算
*/
void swap2(int *a,int *b)
{
    *a = (*a)*(*b) ;
    *b = (*a) / (*b);
    *a = (*a) / (*b) ;
}
/**
    使用异或运算
*/
void swap3(int *a,int *b)
{
    *a = *a^*b;
    *b = *a^*b;
    *a = *a^*b;
}
int main(void)
{
    int a=2,b=3;
    printf("start a:%d , b:%d\n",a,b);
    swap(&a,&b);
    printf("swap a:%d , b:%d\n",a,b);
    a=2;b=3;
    swap1(&a,&b);
    printf("swap1 a:%d , b:%d\n",a,b);
    a=2;b=3;
    swap2(&a,&b);
    printf("swap2 a:%d , b:%d\n",a,b);
    a=2;b=3;
    swap3(&a,&b);
    printf("swap3 a:%d , b:%d\n",a,b);
    return 0;
}
/**
运行结果:
start a:2 , b:3
swap a:3 , b:2
swap1 a:3 , b:2
swap2 a:3 , b:2
swap3 a:3 , b:2
*/

实现:

这里总结了4个swap()函数的实现方法,前三个我就不详细说了,分别用了:中间变量法,加减法,乘除法。相信我不说大家也能看得懂。我主要说一下第四种方法——异或法。

这里的异或法是利用了高等数学中的知识:

对任意数 A ,B ,C

(1)A ^ 0 = A

(2)A ^ A = 0

(3)(A ^B)^C=A^(B^C)

(4)A^B = B^A

这三条常识:

我们看到函数swap3()中,我们姑且将这两个参数成为a,b

第一句 a = a^b; 咱们让 c =a^b;

第二句 b = a^b;其时就是 b = c^b =a^(b^b)=a^0=a;

第三句 a = a^b;其时就是 a = c^b =a^b^a=b^(a^a)=b^0=b;

这样就给交换过来了。。。。。


分析:

性能分析:

(1)空间性能

(2)时间性能

这其实没啥说的

空间性能上swap()浪费一个int 空间,其他没有空间开销。

时间性能上,虽然说都是执行3条语句,但是与语句不一样,效率上 :位运算>加减>乘除 (大致上是这样,具体情况还得具体分析)

所以swap3()技高一筹。。。。。。

稳定性:

是不是这几个函数一定正确???呵呵。这可不一定,参数是int类型

swap1() swap2()  你想想看。。可能造成溢出的。。

事实的确是这样 当a =2100000001 b=2100000002

你试一下。。呵呵。。swap() 和swap3()依然坚挺。。而swap1() ,swap2() 。。。完了。。

可读性:

swap()当之无愧是最好的。。可读性是最好的。。


总结:

综上所述:建议大家使用swap3() ,swap()。。。

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