异或法最常用,通过a^b实现交换,避免临时变量;加减法易溢出;乘除法受限于非零数;实际推荐std::swap。

在C++中,不使用临时变量交换两个数有几种常见方法。虽然这些技巧在实际开发中不如直接使用临时变量清晰安全,但它们有助于理解位运算和算术运算的特性。
1. 使用异或(XOR)运算
异或运算是最经典的无临时变量交换方法,适用于整型数据。
原理:利用 a ^ a = 0 和 a ^ 0 = a强> 的性质。
int a = 5, b = 3;a = a ^ b;b = a ^ b; // 相当于 (a^b)^b = aa = a ^ b; // 相当于 (a^b)^a = b
执行后,a 和 b 的值完成交换。
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注意:如果 a 和 b 是同一个变量(如交换数组元素时下标相同),异或会导致结果变为0,需额外判断。
2. 使用加减法
通过加法和减法实现数值交换。
int a = 5, b = 3;a = a + b;b = a - b; // 相当于 (a+b) - b = aa = a - b; // 相当于 (a+b) - a = b
这种方法逻辑直观,但存在溢出风险:当 a 和 b 都很大时,a + b 可能超出整型范围,导致未定义行为。
3. 使用乘除法(有限适用)
仅适用于非零数,且可能引入浮点误差。
int a = 6, b = 2;a = a * b;b = a / b; // (a*b)/b = aa = a / b; // (a*b)/a = b
问题明显:一旦任一值为0,除法会崩溃;也不适用于浮点数精确交换。
4. 利用 std::swap(推荐做法)
虽然题目要求“无临时变量”,但实际开发中应优先使用标准库:
std::swap(a, b);
它内部可能使用临时变量,但经过高度优化,支持自定义类型,安全高效。
基本上就这些常见方法。异或法最常用也最安全,适合整数交换练习。但在生产代码中,别为了炫技放弃可读性。
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