两个变量的值交换的多种方法

在我的博客“函数参数的传递”（博客地址：http://blog.csdn.net/wxbmelisky/article/details/50833787）一文中谈到过将两个变量的值进行交换的
swap 函数实现，它们分别是通过指针和引用并使用中间变量来实现的，这里再把代码贴一下。

通过指针来实现：

void swap(int *x, int *y)
{
int t = *x;
*x = *y;
*y = t;
}

通过引用来实现：

void swap(int &x, int &y)
{
int t = x;
x = y;
y = t;
}

当然上面两种方法是很好也是很好理解很容易想到的方法，下面再介绍两种不需要使用中间变量的方法。

1. 使用加减运算：

先给出代码入下：

#include <iostream>
using namespace std;

void swap(int& a, int& b)
{
a = a + b;
b = a - b;
a = a - b;
}

int main()
{
int a = 3, b = 6;
cout << "a = " << a << ", b = " << b << endl;
swap(a, b);
cout << "a = " << a << ", b = " << b << endl;
return 0;
}

运行结果如下：



下面再来分析它为什么能够达到交换的目的：首先 a = a + b 使得 a 值变为 a 与 b 的和，然后 a - b 的值就变成原先 a 的值了，赋给 b 从而使得 b 的值变为原先 a 的值，再接着 a - b 是原先 a 与 b 的和减去原先 a 的值即是原先 b 的值，再赋给 a 从而使得 a 与 b 的值实现交换。

但这样简单的加减运算有一点不好，就是在做 a + b 和 a - b 时可能会导致数据溢出。

2. 使用按位异或运算：

同样先给出代码：

#include <iostream>
using namespace std;

void swap(int& a, int& b)
{
a ^= b;
b ^= a;
a ^= b;
}

int main()
{
int a = 3, b = 6;
cout << "a = " << a << ", b = " << b << endl;
swap(a, b);
cout << "a = " << a << ", b = " << b << endl;
return 0;
}

运行结果同样也是正确的：



下面来分析：

首先要弄明白按位异或的概念，按位异或运算符“^”是将参与运算的两个数对应的二进制位相异或（异或就是对应的二进制位相同则结果为 0，对应二进制位不同则结果为 1，即 0 ^ 0 = 0，0 ^ 1 = 1，1 ^ 0 = 1，1 ^1 = 0）。两个相同的数进行按位异或运算后得到的数的二进制位全是 0，而任何一个数与 0 进行按位与运算的结果都不变，再根据结合律和交换律可以得到一个很重要的规则：a ^ b ^ a = b。

由 a ^= b 得 a 的值变为了 a ^ b，再由 b ^= a 得到 b = b ^ (a ^ b) = a，从而 b 的值变为了 a 原先的值，最后由 a ^= b 得到 a = (a ^ b) ^ a = b，从而 a 的值变为了 b 原先的值。

使用按位异或运算来来实现两个数的交换不会出现数据溢出的情况，所以推荐使用按位异或运算的方法而不使用加减运算的方法。