交換兩個整型數各種方法總結
交換兩個整型數是C/C++中最常見的操作。
實現這個操作的方法很多。
最基本的方法就是使用一個臨時變數，具體的程式碼如下：
int tmp;
tmp=a;
a=b;
b=tmp;
如果以函式的形式寫出來的話就是：
void swap(int *a,int *b)
{
int tmp;
tmp=*a;
*a=*b;
*b=tmp;
}在C++中，可以使用引用來實現的比較優雅：
void swap(int& a,int &b) { int tmp; tmp=a; a=b; b=tmp; }
另外，還經常出現的一種情況是不使用臨時變數來交換兩個整型數，一般常見的方法有兩種：加法和異或運算，具體如下表所示：
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| x和y同號的情況下容易溢位 |
x和y異號的情況下容易溢位 |
左邊的兩種交換也存在問題就是整數的溢位。
還有一種情況就是輸入是swap(a,a)的情況。這樣的話就會出問題。
所以更嚴謹的做法如下：
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引申：
在C++中支援模板操作，所以，可以利用這個寫一個通用的swap操作：
template <class T>
void swap ( T& a, T& b )
{
T c(a);
a=b;
b=c;
} 這個其實是C++標準模板庫中函式。該函式可以交換任意兩個型別：
// swap algorithm example
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
using namespace std;
int main () {
int x=10, y=20; // x:10 y:20
swap(x,y); // x:20 y:10
vector<int> first (4,x), second (6,y); // first:4x20 second:6x10
swap(first,second); // first:6x10 second:4x20
cout << "first contains:";
for (vector<int>::iterator it=first.begin(); it!=first.end(); ++it)
cout << " " << *it;
//first contains: 10 10 10 10 10 10
cout << endl;
return 0;
}除此之外，在標準C++中string,vector,map,set等容器都是有swap函式的。
下面是一些簡單的例子：
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//
swap vectors
#include <iostream>
#include <vector> using namespace std; int main () { unsigned int i; vector< int> first ( 3, 100); // three ints with a value of 100 vector< int> second ( 5, 200); // five ints with a value of 200 first.swap(second); cout << " first contains: "; for (i= 0; i<first.size(); i++) cout << " " << first[i]; cout << " \nsecond contains: "; for (i= 0; i<second.size(); i++) cout << " " << second[i]; // first contains: 200 200 200 200 200 // second contains: 100 100 100 cout << endl; return 0; } |
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// swap maps #include <iostream> #include <map> using namespace std; int main () { map< char, int> foo; map< char, int> bar; map< char, int>::iterator it; foo[ ' x ']= 100; foo[ ' y ']= 200; bar[ ' a ']= 11; bar[ ' b ']= 22; bar[ ' c ']= 33; foo.swap(bar); cout << " foo contains:\n "; for ( it=foo.begin() ; it != foo.end(); it++ ) cout << (*it).first << " => " << (*it).second << endl; cout << " bar contains:\n "; for ( it=bar.begin() ; it != bar.end(); it++ ) cout << (*it).first << " => " << (*it).second << endl; return 0; } foo contains: a => 11 b => 22 c => 33 bar contains: x => 100 y => 200 |
// swap sets #include <iostream> #include < set> using namespace std; main () { int myints[]={ 12, 75, 10, 32, 20, 25}; set< int> first (myints,myints+ 3); // 10,12,75 set< int> second (myints+ 3,myints+ 6); // 20,25,32 set< int>::iterator it; first.swap(second); cout << " first contains: "; for (it=first.begin(); it!=first.end(); it++) cout << " " << *it; cout << " \nsecond contains: "; for (it=second.begin(); it!=second.end(); it++) cout << " " << *it; cout << endl; return 0; } first contains: 20 25 32 second contains: 10 12 75 
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另外，還有不使用臨時變數交換N個整型數的操作，
有N（N>=2）個變數，不使用臨時變數，如何順次交換它們的值？能否只用一條語句實現？如 +---+---+---+---+---+
| a | b | c | d | e |
+---+---+---+---+---+
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
+---+---+---+---+---+ 要把它變為 +---+---+---+---+---+
| a | b | c | d | e |
+---+---+---+---+---+
| 2 | 3 | 4 | 5 | 1 |
+---+---+---+---+---+ 怎樣實現？ 首先，我們考慮用異或實現兩個變數的交換，可參考我的這篇文章《 不用臨時變數交換兩個數的值》。用C++寫函式如下：
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然後可以把程式碼優化為：
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繼續優化，把三句壓縮為一句，如下：
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還可再優化，如下：
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現在來順次交換5個變數的值，如下：
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既然有返回值，那麼可以寫成鏈式的，如下：
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現在，讓我們來把swap函式依次用相應的函式體替換掉，如下：
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好了，最後一個語句就實現了順次交換五個變數的值，寫程式驗證如下：
#include <stdio.h>
#define PRINT(A) do {/
printf( " %d/n ", A);/
} while ( 0)
int main()
{
int a = 1;
int b = 2;
int c = 3;
int d = 4;
int e = 5;
// b ^= a ^= b ^= a; // swap(a, b)
// c ^= b ^= c ^= b; // swap(b, c)
// d ^= c ^= d ^= c; // swap(c, d)
// e ^= d ^= e ^= d; // swap(d, e)
e ^= d ^= e ^= d ^= c ^= d ^= c ^= b ^= c ^= b ^= a ^= b ^= a;
PRINT(a);
PRINT(b);
PRINT(c);
PRINT(d);
PRINT(e);
return 0;
}