C++中几种数据交换方法的效率对比

两个数据交换在编程中很常用，比如排序算法中就经常要用到，下面介绍常用的三种方法，并对它们的效率作出对比，以便在大量用到交换的程序中提高效率。

假设要交换的两个数据为data_1和data_2

第一种方法，使用一个临时temp，代码如下：

temp  =  data_1;
data_1  =  data_2;
data_2  =  temp;

第二种方法，直接不用额外的存储空间，直接在两个数据上操作，但是这种方法有可能在两个数相加时产生越界的问题。代码如下：

<pre name="code" class="cpp">//假设data_11 = data_1, data_22 = data_2   
//data_1 = data_11 + data_22
//data_2 = data_11 + data_22 - data_22 = data_11
//data_1 = data_11 + data_22 - (data_11 + data_22 - data_22) =data_22
data_1  =  data_1  + data_2;
data_2  =  data_1  - data_2;
data_1  =  data_1  - data_2;

第三种方法是使用异或运算符，代码如下：

data_1 ^= data_2;
data_2 ^= data_1;
data_1 ^= data_2;

下面进行效率测试，对每种方法，进行大数量的操作，然后比较执行时间，代码如下：

const int num = 100000000;
int main(int argc, char **argv)
{
    int data_1 = 1234, data_2 = 5678, temp = 0;
    clock_t start = 0, finish = 0, duration = 0;

    //运行50次，取平均
    for (int i=0; i<50; ++i)
    {
        start = clock();
        for (int i=0; i<num; ++i)
        {
            //swap method
        }
        finish = clock();
        duration += finish - start;
    }

    cout << "平均运行时间为：" << duration / 50 << "毫秒" << endl;

    return 0;
}

运行结果：

第一种方法：平均运行时间334毫秒

第二种方法：平均运行时间879毫秒

第三种方法：平均运行时间799毫秒

结果显示，第一种方法效率最高，虽然第一种方法占据一个额外的内存空间，但是交换的三行代码实现的都是赋值操作，相对后两种的加减和异或要快很多。所以，当交换量大时，推荐用第一种方法，速度快，而且最容易理解。