用異或來交換兩個變數更耗時
FROM:陳碩 http://blog.csdn.net/solstice/article/details/5166912
翻轉一個字串,例如把 "12345" 變成 "54321",這是一個最簡單的不過的編碼任務,即便是 C 語言初學者的也能毫不費力地寫出類似如下的程式碼:
// 版本一,用中間變數交換兩個數,好程式碼
void reverse_by_swap(char* str, int n)
{
char* begin = str;
char* end = str + n - 1;
while (begin < end) {
char tmp = *begin;
*begin = *end;
*end = tmp;
++begin;
--end;
}
}
這個程式碼清晰,直白,沒有任何高深的技巧。
不知從什麼時候開始,有人發明了不使用臨時變數交換兩個數的辦法,用“不用臨時變數交換兩個數”在 google 上能搜到很多文章。下面是一個典型的實現:
// 版本二,用異或運算交換兩個數,爛程式碼
void reverse_by_xor(char* str, int n)
{
// WARNING: BAD code
char* begin = str;
char* end = str + n - 1;
while (begin < end) {
*begin ^= *end;
*end ^= *begin;
*begin ^= *end;
++begin;
--end;
}
}
受一些過時的教科書的誤導,有人認為程式裡少用一個變數,節省一個位元組的空間,會讓程式執行更快。這是不對的,至少在這裡不成立:
1. 這個所謂的“技巧”在現代的機器上只會更慢(我甚至懷疑它從來就不可能比原始辦法快)。原始辦法是兩次記憶體讀和寫,這個"技巧"是六讀三寫加三次異或(或許編譯器可以優化成兩讀三寫加三次異或)。
2. 同樣也不能節省記憶體,因為中間變數 tmp 通常會是暫存器(稍後有彙編程式碼供分析)。就算它在函式的區域性堆疊(stack)上,反正棧已經開在那兒了,也沒有進一步的函式呼叫,根本節約不了一丁點記憶體。
3. 相反,由於計算步驟較多,會使用更多的指令,編譯後的機器碼長度會增加。(這不是什麼大問題,短的程式碼不一定快,後面有另外一個例子。)
這個技巧的意義完全在於應付變態的面試,所以知道就行,但絕對不能放在產品程式碼中。我也想不出問這樣的面試題意義何在。
更有甚者,把其中三句:
*begin ^= *end;
*end ^= *begin;
*begin ^= *end;
寫成一句:
*begin ^= *end ^= *begin ^= *end; // WRONG
(a^=b^=a^=b;)
這更是大有問題,會導致未定義的行為(undefined behavior)。C 語言的一條語句中,一個變數的值只允許改變一次,像 x = x++ 這種程式碼都是未定義行為。在C語言裡沒有哪條規則保證這兩種寫法是等價的。
(致語言律師:我知道,黑話叫序列點,一個語句可能不止一個序列點,請允許我在這裡使用不精確的表述。)
這不是一個值得炫耀的技巧,只會醜化劣化程式碼。
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