不用临时变量交换两个数的值(C实现)

当要交换两个数的值时，通常的做法是定义一个临时变量，然后再进行交换。那么能不能不用临时变量而交换两个数的值呢？可以的！C语言提供的异或运算就可以实现这样的操作。

异或运算符^也称XOR运算符，它的规则是若参加运算的两个二进位同号，则结果为0（假）；异号为1（真）。即0 ^ 0 = 0, 0 ^ 1 = 1, 1 ^ 0 = 1, 1 ^ 1 = 0。

例：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
int a = 2, b = 6;

a = a ^ b;
b = b ^ a;
a = a ^ b;

printf("a = %d b = %d/n", a, b);

return 0;
}

结果如下: a = 6 b = 2

分析：前两个赋值语句：“a = a ^ b；”和“b = b ^ a；”相当于b = b ^ (a ^ b)，而b ^ a ^ b等于a ^ b ^ b。b ^ b的结果为0，因为同一个数与相向相^，结果必为0。因此b的值等于a ^ 0，即a，其值为2。

再执行第三个赋值语句：“a = a ^ b”。由于a的值等于(a ^ b)，b的值等于(b ^ a ^ b)，因此，相当于a = a ^ b ^ b ^ a ^ b，即a的值等于a ^ a ^ b ^ b ^ b，等于b。

另外两种方法:

方法一:

void swap(int *p, int *q)
{
*p = *p + *q;
*q = *p - *q;
*p = *p - *q;
}

[code]方法二:

void swap(int *p, int *q)
{
*p = *p + *q - (*q = *p);
}

原理为算术运算符的结合顺序为自左至右。

注:可以把异或的三条语句压缩为一条：a ^= b ^= a ^= b;

要交换三个变量的值,用下面变量会报错:c = a + c - (a = b, b = c);

下面来分析一下，先看一个示例程序，如下：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
int a = 1;
int b = 2;
int c = 3;

c = a + c - (a = b, b = c);

printf("a = %d/n", a);
printf("b = %d/n", b);
printf("c = %d/n", c);

return 0;
}

编译运行，结果如下：a = 2 b = 3 c = 2

可见，最初目标中的c = 1部分没能实现。于是分析原因：

《The C Programming Language·Second Edition》P205介绍说，“The additive operators + and - group left-to-right”，即附加运算符加号和减号的结合顺序是自左向右；P209介绍说，“A pair of expressions separated by a comma is evaluated left-to-right, and the value of the left expression is discarded. The type and value of the result are the type and value of the right operand”，即逗号表达式的计算顺序是从左向右，逗号左边表达式的值被舍弃，表达式结果的类型和数值是逗号右边表达式的类型和数值。

既然如此，那结果应该是正确的，为什么还会出错呢？再来看一下VC6.0下编译产生的汇编代码：

7: int a = 1;
00401028 mov dword ptr [ebp-4],1
8: int b = 2;
0040102F mov dword ptr [ebp-8],2
9: int c = 3;
00401036 mov dword ptr [ebp-0Ch],3
10:
11: c = a + c - (a = b, b = c);
0040103D mov eax,dword ptr [ebp-8]
00401040 mov dword ptr [ebp-4],eax
00401043 mov ecx,dword ptr [ebp-4]
00401046 add ecx,dword ptr [ebp-0Ch]
00401049 mov edx,dword ptr [ebp-0Ch]
0040104C mov dword ptr [ebp-8],edx
0040104F sub ecx,dword ptr [ebp-8]
00401052 mov dword ptr [ebp-0Ch],ecx

可以看到，第11行代码的执行过程如下：

先把b的值赋给a，再把a和c的值相加，结果放在寄存器ecx中，然后把c的值赋给b，最后再把ecx与b的值相减，结果赋给c。分解为C语句为：

[code]a = b; /* a = 2, b = 2 */
ecx = a + c; /* ecx = 5, a = 2, c = 3 */
b = c; /* b = 3, c = 3 */
c = ecx - b; /* c = 2, ecx = 5, b = 3 */

这下就清楚了，原来程序运行时先把逗号左边表达式的值计算出来丢弃掉，然后再做其它的运算，最开始的错误也就错在了这里。

好了，既然上面的式子有问题，那有没有其它正确的方法能一条语句实现三个变量的值的交换呢？恕本人愚钝，还没有想出来。如果谁知道，请给我留言。在此先致谢！

还有一个问题，就是交换三个变量的值（每个变量值都要改变）应该有两种情况，123可以变为231或312。我当时想到过，只是觉得可以类比就没有说明，现在看来可能会误导读者，这里说明一下。

[/code]