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標題: 不用中間數交換兩個變量的方法 [打印本頁]

作者: f556 時間: 2019-11-26 10:49
標題: 不用中間數交換兩個變量的方法
本帖最后由 f556 于 2019-11-26 10:50 編輯

再次翻看多年前的日志，看到自己記錄的算法，聯想到前些天論壇有人問了一個簡單的問題：“怎么交換兩組數？”
當時有人回答用中間變量，這是一種常用的方法。這個思路好比以下例子：一杯果汁A、一碗牛奶B，現在要互換一下容器，即把A換到碗里，B換到杯里。只有借助第3個容器C。操作是A--->C,B---->A,C----->B,這樣才能完成交換。
有人回答用加減法，思路不錯：
a=3;b=5;
a=a+b;
b=a-b;
a=a-b;
但當時我提出有溢出問題，如235+122怎么辦，設定a、b均為unsigned char；如果均為unsigned int同樣有問題，不能用程序來限定a、b值的范圍，特別是ADC的值。

我日志記錄的不用中間數交換兩個變量的方法，均利用C語言的異或運算。
異或邏輯：對應的位相比較，同=0，異=1，實際上可以理解就“按位求異”,即“異為真，同為假”
舉例：
xxxx 1001  ^ 0000 1111 = xxxx 0110（后4位翻轉）
xxx1 xxxx  ^    1 0000 =xxx0 xxxx
xxx0 xxxx  ^    1 0000 =xxx1 xxxx

程序如下：
unsigned int aa=3456,bb=7890;
void main( void )
{
  aa=aa^bb;
  bb=bb^aa;
  aa=aa^bb;
}
運行結果見圖片。

stest.jpg (102.67 KB, 下載次數: 291)

還未運行

stest2.jpg (62.3 KB, 下載次數: 314)

運行完

作者: hi毀人不倦 時間: 2019-11-28 08:36
夭壽，答案確實如此為何腦子還是轉不太過來。

作者: hange_v 時間: 2019-11-30 12:33
這個太厲害了，精彩

作者: 15806853199mmm 時間: 2019-12-2 12:35
好厲害，電賽初學者剛好

作者: shibadong 時間: 2019-12-5 09:22
沒看懂啊！！！

作者: 歐陽來洪 時間: 2019-12-10 09:49
神仙算法

作者: f556 時間: 2019-12-10 17:07
解釋一下，試算：
a=2 ----b 10
b=3 ----b 11          以下用二進制
a=a^b=10^11=01    這個數相當于一個中間值，不是原a，也不是原b
b=b^a=11^01=10  ---->2    使用了中間值01 （a）
a=a^b=01^10=11  ----->3    使用了中間值01 ,也使用了交換好的b

異或象加法一樣，不分先后順序
改程序如下圖，也可

sss.jpg (21.03 KB, 下載次數: 271)

作者: lzj527095842 時間: 2019-12-13 17:59
牛逼，學習了

作者: rotga 時間: 2019-12-16 08:51
這種交換方法有一個前提，就是aa和bb不能相等，如果相等，則會得出錯誤的結果。所以在做異或運算前，需要進行判斷。

作者: f556 時間: 2019-12-17 14:13

rotga 發表于 2019-12-16 08:51
這種交換方法有一個前提，就是aa和bb不能相等，如果相等，則會得出錯誤的結果。所以在做異或運算前，需要進 ...

真的嗎？純屬你的主觀意斷！

作者: f556 時間: 2019-12-17 14:18
否定樓上的想當然，兩個相同數的交換。見運行圖片
人算：
a=1; b=1;
a=a^b=0;
b=a^b=0^1=1;
a=a^b=0^1=1;
錯在哪里！

ssss.jpg (52.97 KB, 下載次數: 225)

作者: 沒有你 時間: 2019-12-20 15:56
你這種方法雖然可行，涉及到異或處理，編譯出的匯編代碼會比中間變量法多一些，這樣的話，單片機就需要花更多是時間去處理，可以說效率低。而且這樣寫，代碼的可讀性非常差。

作者: qq923004243 時間: 2019-12-21 12:37
多學一種思路，至少以后看的懂謝謝樓主的講解樓主說的兩種我看過，這個沒看過

作者: rotga 時間: 2019-12-22 22:26
如果只是在main中這樣做，結果沒有問題，但是在實際編程中，以調用函數的方式，那么只能用指針傳遞實參，如果兩個數值相等的話，這樣就會出錯。你可以試一試。

作者: rotga 時間: 2019-12-22 22:54
#include <stdio.h>
void swap(int *a,int *b)
{
*a^=*b;
*b^=*a;
*a^=*b;

}
void main(void)
{
int test[2] = {21,23};
swap(&test[0],&test[0]);
printf("test[0]=%d test[1]=%d",test[0],test[1]);
}
運行結果：test[0]=0 test[1]=23

作者: 學習使我快樂呢 時間: 2019-12-25 15:29
學到了，很有幫助，這個平臺很不錯

作者: f556 時間: 2019-12-27 16:31

rotga 發表于 2019-12-22 22:54
#include
void swap(int *a,int *b)
{

你程序有一句明顯錯誤。

作者: 113265 時間: 2019-12-27 22:18
太麻煩了

作者: f556 時間: 2019-12-28 12:36

rotga 發表于 2019-12-22 22:54
#include
void swap(int *a,int *b)
{

有一個語句明顯錯了，請改正。
另外，我個人非常厭惡printf，這個純無用的垃圾語句。從你用printf可以看出受了唐大師的毒害，還是重新找本書或者混一下網站、論壇。

作者: rotga 時間: 2019-12-31 10:08
不是明顯錯了，而是模擬在復雜環境里面，很有可能產生待比較的兩個數的指針指向同一地址，而結果你也看到了，是否和你之前想象的結果一致？你的心態很浮躁，我的水平是不高，但三人行必有我師焉。是否你認為給你指出潛在的錯誤邏輯只能是水平比你高的人才有資格？這個帖子我無意和你扯這些口舌之爭。如果技術上還有需討論的地方，歡迎發表觀點。關于用異或交換數字，是個思路，但第一，對于直接交換，如果操作對象是同一個數，會有錯誤結果。第二，運行效率低，代碼可讀性差。這個早已是定論。

作者: woxue100 時間: 2019-12-31 10:33
好厲害，初學者剛好

作者: hfj2011 時間: 2020-1-11 12:11
#include <stdio.h>
void swap(int *a,int *b)
{
      *a^=*b;
      *b^=*a;
      *a^=*b;

}
void main(void)
{
      int test[2] = {21,21};
      swap(&test[0],&test[1]);
      printf("test[0]=%d test[1]=%d",test[0],test[1]);
}
運行結果：
test[0]=21 test[1]=21Press any key to continue

作者: qinshuai 時間: 2020-1-17 11:05
感謝，漲知識了

作者: Daniel008 時間: 2020-1-20 16:11
學習了，很有幫助

作者: Daniel008 時間: 2020-1-20 16:30

rotga 發表于 2019-12-16 08:51
這種交換方法有一個前提，就是aa和bb不能相等，如果相等，則會得出錯誤的結果。所以在做異或運算前，需要進 ...

相等就不用交換了

作者: forpeople 時間: 2020-2-2 20:11
這么好的貼子不頂不行

作者: wodexiang 時間: 2020-2-3 01:00
不具通用性，只能在特殊場景里使用

作者: yk_yyy 時間: 2020-2-15 13:18
這個方法好，學習了

作者: sgb957431795 時間: 2020-2-15 15:07
謝謝大佬學習了

作者: IKNOW 時間: 2020-2-20 13:32
有意思

作者: barlai 時間: 2020-3-11 07:45
過來學習！

作者: hbcqd 時間: 2020-3-15 19:59
先學習這個方法，在實踐中運用，感謝大家的分享！

作者: jhy8341 時間: 2020-3-15 21:19
兩次對同一個數異或還等于自己

作者: wanghz12 時間: 2020-3-22 13:53
int x,y;
x=x+y;
y=x-y;
x=x-y;

作者: dongqing 時間: 2020-4-12 11:04
學習學習，感謝！

作者: 權威人物 時間: 2020-4-21 13:54

rotga 發表于 2019-12-16 08:51
這種交換方法有一個前提，就是aa和bb不能相等，如果相等，則會得出錯誤的結果。所以在做異或運算前，需要進 ...

你的基礎不行啊，樓主這么詳細的說明了你都還沒明白么？

作者: 權威人物 時間: 2020-4-21 13:57

wanghz12 發表于 2020-3-22 13:53
int x,y;
x=x+y;
y=x-y;

這個的前提是相加不能超出int范圍

作者: 新洲羅遠 時間: 2020-4-22 20:26
天才算法！

作者: 1823711995 時間: 2020-4-30 16:52
把加法換為減法不就可以了？減法不會溢出，也比異或效率高

作者: 1823711995 時間: 2020-4-30 16:54
a=3;b=5;
a=a-b;
b=a+b;
a=b-a;

作者: guyunfeng 時間: 2020-5-16 10:48
樓主有點武斷了，用加法交換雖然會溢出但結果依然正確。在指出問題之前最少要動手試一試。

作者: guyunfeng 時間: 2020-5-16 10:50
溢出不影響結果，樓主方向錯了。

作者: dzbj 時間: 2020-5-20 17:09
請教兩個問題如下應該是最傻愣的方法吧第一這樣也不限制長度不管是char還是int 因為過程變量的長度是相同的第二不需要運算只是賦值會比你的方法速度快是么

uchar a=123;
uchar b=234;

void swap()
{
uchar c;
c=a;
a=b;
b=c;
}

作者: romking11 時間: 2020-5-25 15:53
好厲害，電賽初學者剛好

作者: luohujiu 時間: 2020-5-27 14:58
好東西值得去想和學習

作者: specialClass 時間: 2020-5-30 17:26
樓主的這個帖子很有意義，用到了異或的性質：
只要有： a^b=c
那么對于（）^（）=（）可以隨便填入a、b、c 都成立，交換數來説也就很簡單了
MOV A,#33H
MOV 30H,#66H
XRL A,30H
XRL 30H,A
XRL A,30H
在一些寄存器不夠的地方用剛剛好，學習了

作者: 塞北江南 時間: 2020-8-29 16:16
有那么點意思，值得發揚光大！

作者: 正規007 時間: 2020-8-29 16:31
頂起！值得推廣！

作者: 長風007 時間: 2020-9-23 16:47
你這種方法可行，只是單片機就需要花更多是時間去處理，效率有點低。

作者: passanyworld 時間: 2020-11-6 14:28
你的思路不錯

作者: 溫xyz 時間: 2020-11-28 07:54

wanghz12 發表于 2020-3-22 13:53
int x,y;
x=x+y;
y=x-y;

x=x+y可能會溢出。

作者: rundstedt 時間: 2021-1-23 18:06

溫xyz 發表于 2020-11-28 07:54
x=x+y可能會溢出。

溢出不影響結果的正確性。

作者: zpmpok001 時間: 2021-1-28 13:56

Daniel008 發表于 2020-1-20 16:30
相等就不用交換了

所謂的相等，是認為分析，
在程序運行時 A  B  有時相等，有時不相等
例如  A 是用戶指定的數據
      B  是函數得出的返回值

那么：我們控制不了的兩個數據，他們有可能相等（作者認為相等的會出錯），有時候不相等

作者: 山烏木 時間: 2021-3-24 17:23
不同的思維方式，看了很受益

作者: cfqde 時間: 2021-3-27 15:56
好方法呀！

作者: nakete 時間: 2021-5-12 14:53
方法不錯~~不過大型的程序會在意這個小算法嗎？

作者: USHODO 時間: 2021-5-25 09:28
討論熱烈拓展思路

作者: yzwzfyz 時間: 2021-6-23 15:42
1、程序運行時間長；
2、占用存儲器多；
3、不實用。
將這段程序編譯后，看看所用的代碼就知道有多蠢了。
比起：A--->C,B---->A,C----->B 的方案差遠了。

作者: 單片機愛好者223 時間: 2021-7-14 19:16
時間換空間

作者: 單片機愛好者223 時間: 2021-7-14 19:17
PUSH A
MOV A,B
POP B
最簡單

作者: 這個好難啊！ 時間: 2021-7-23 11:28

rotga 發表于 2019-12-16 08:51
這種交換方法有一個前提，就是aa和bb不能相等，如果相等，則會得出錯誤的結果。所以在做異或運算前，需要進 ...

1.相等了就可以不用交換了；
2.可以加個判斷，只有不相等的時候才會有下面的交換

作者: jizhongbiao 時間: 2021-8-2 17:05

rotga 發表于 2019-12-31 10:08
不是明顯錯了，而是模擬在復雜環境里面，很有可能產生待比較的兩個數的指針指向同一地址，而結果你也看到了 ...

你用其它方法指向同一個地址也是會有問題的，這個和樓主的算法無關。

作者: zyluglugl 時間: 2021-8-3 22:26
這是什么原理？可以解釋一下嗎？

作者: zyluglugl 時間: 2021-8-3 22:29

rotga 發表于 2019-12-16 08:51
這種交換方法有一個前提，就是aa和bb不能相等，如果相等，則會得出錯誤的結果。所以在做異或運算前，需要進 ...

你是最牛的人，給你點贊先！

作者: 1075402835 時間: 2021-8-3 22:48
初學者的天堂

作者: hhdsdy 時間: 2021-8-4 00:57

單片機愛好者223 發表于 2021-7-14 19:17
PUSH A
MOV A,B
POP B

我也想這樣說的，這個占用的是預留的空間，過后歸還，不會額外占用空間

作者: lsh04 時間: 2021-8-7 23:56

rotga 發表于 2019-12-22 22:54
#include
void swap(int *a,int *b)
{

這句錯了swap(&test[0],&test[0]);
應為 swap(&test[0],&test[1]);

作者: 188610329 時間: 2021-9-24 23:20

specialClass 發表于 2020-5-30 17:26
樓主的這個帖子很有意義，用到了異或的性質：
只要有： a^b=c
那么對于（）^（）=（）可以隨便填入a、b、 ...

兄弟，你都用匯編寫了……
你直接一個 XCH A,30H 不就換過來了么？還那么幾個 XRL 干嘛啊？

作者: 188610329 時間: 2021-9-24 23:27
表面上看，不占用中間變量，實際上至少占用了累加器A，根據不同的編譯方式還可能占用寄存器B，一樣動用了累加器A，你先移動到累加器A，再互相移位遠比反復運算要好得多。

作者: rsx9583 時間: 2021-11-3 11:37

1823711995 發表于 2020-4-30 16:54
a=3;b=5;
a=a-b;
b=a+b;

你這種算法很好。運行效率與可讀性應該是比較強的。
不過我覺得還是設個中間數的最簡單明了，不用去規避一些未知的坑。

作者: chinomango 時間: 2022-3-19 05:10
異或效率該比加減高吧？這個出來40年了吧？我好奇還有折磨多人發帖

作者: zhaobolove 時間: 2022-3-19 09:28
#include <stdio.h>

int main(void)
{
unsigned int a=65530;
unsigned int b=65535;

printf("交換前a,b的值分別為:\n");
printf("a=%d\n",a);
printf("b=%d\n",b);

a=a+b; //a=a*b;

b=a-b; //b=a/b;

a=a-b; //a=a/b;

printf("交換前a,b的值分別為:\n");
printf("a=%d\n",a);
printf("b=%d\n",b);

return 0;
}

已經測試了，沒有問題，不會溢出問題

作者: wukouyyq 時間: 2022-4-16 14:43
就用一下一個中間變量又能咋滴？

　想起了一個笑話，3個專家和一個農民在說下雨時雨滴的問題，這個故事　就不在這里說了。

原來這個笑話是說我們程序猿的。。。。。。。

作者: 鵜鶘 時間: 2022-6-11 20:02

zyluglugl 發表于 2021-8-3 22:26
這是什么原理？可以解釋一下嗎？

有兩條：
1是，異或運算既滿足交換律也滿足結合律；
2是，與自己異或結果是0且0與一個值異或結果就是那個值。

作者: 鵜鶘 時間: 2022-6-11 20:17

dzbj 發表于 2020-5-20 17:09
請教兩個問題如下應該是最傻愣的方法吧第一這樣也不限制長度不管是char還是int 因為過程變量的長度是相 ...

異或運算是CPU最拿手的運算之一，與賦值也不相上下，都可以是單周期單字節指令，速度上差不了多少只是程序的可讀性差點。賦值的方法要開辟第三個變量并也是要對其操作的，時間上不見得有多少優越性。

作者: 鵜鶘 時間: 2022-6-11 20:40

guyunfeng 發表于 2020-5-16 10:50
溢出不影響結果，樓主方向錯了。

溢出的確不影響結果，但樓主的方向哪里錯了？他這個方法的結果不對嗎？這兩種方法都有可讀性問題，但相比之下很顯然樓主的更專業，可讀性、嚴格性要好得多，常用C語言尤其是匯編語言的都對溢出、反碼補碼很在乎，這是習慣。我還是第一次看到這么做，看到加減法時也立即想到了有溢出問題，假如是別人寫的程序要我來檢查的話，我肯定要多花時間精力甚至詢問編程者來肯定它的正確性，而樓主的方法嚴格明了，不必跟任何人商量，可讀性、專業性樓主的要好得多，何來“方向錯誤”？

作者: 鵜鶘 時間: 2022-6-11 20:49

單片機愛好者223 發表于 2021-7-14 19:17
PUSH A
MOV A,B
POP B

你這是匯編語言，你這么做恰恰是舍近求遠，微處理器、單片機都有交換指令，一條指令即可，早年的Z80是XCHG，86處理器也是，51的匯編寫法好像是XCH，當目標和原都是寄存器時，交換指令是典型的單周期單字節指令。

作者: 鵜鶘 時間: 2022-6-11 21:05

1823711995 發表于 2020-4-30 16:52
把加法換為減法不就可以了？減法不會溢出，也比異或效率高

換為減法也可以，但也有問題，小減大會得到補碼，這個你想過沒有？但是，也不影響結果，也行得通，可讀性那就比加法還差。。。。“減法比異或效率高”——這個是錯的，【異或】運算是CPU最拿手的指令，無出其右，你大概不太熟悉數字電路，加法電路就是異或電路，如果是單純的異或那就連進位都不需要，完整的加法電路就是帶進位的異或電路。

作者: 鵜鶘 時間: 2022-6-11 21:19
這個方法不會比更流行的賦值方法慢，異或運算是CPU上處理起來最快的指令，不會比賦值慢,更不會比加減法慢，它們都可以是單字節單周期指令，樓主的方法比加減法要好得多，相比之下嚴格、明了得多，老手都會用樓主的方法而不會去用加減法的雖然它也正確，加減法明顯的很笨拙、不專業。

作者: 鵜鶘 時間: 2022-6-11 21:56

yzwzfyz 發表于 2021-6-23 15:42
1、程序運行時間長；
2、占用存儲器多；
3、不實用。

不會的，如果是匯編語言，這個算法只快不會慢，它少用了一個變量怎么會“占用存儲器多”呢？

作者: f556 時間: 2023-9-23 12:08

鵜鶘發表于 2022-6-11 21:56
不會的，如果是匯編語言，這個算法只快不會慢，它少用了一個變量怎么會“占用存儲器多”呢？

高手！謝謝你的多個回復，分析的到位、專業！

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