swap函数 的几种实现与比较
2016-05-11 07:32
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前沿
swap函数 用于交换 a ,b 两个数。实现方法大同小异,其中不乏有好多版本,现在就其性能和可读性略作分析。不对指出还望指正。。
探讨:
其中的函数原型是:
(1) void swap(int &a,int &b);传引用 (2)void swap(int *a,int *b);传地址
下面就第二个函数原型分析,代码如下:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> /** 使用中间变量tmp */ void swap(int *a,int *b) { int tmp = *a; *a = *b; *b = tmp; } /** 使用加减法计算 */ void swap1(int *a,int *b) { *a = (*a) + (*b) ; *b = (*a) - (*b); *a = (*a) - (*b) ; } /** 使用乘除法计算 */ void swap2(int *a,int *b) { *a = (*a)*(*b) ; *b = (*a) / (*b); *a = (*a) / (*b) ; } /** 使用异或运算 */ void swap3(int *a,int *b) { *a = *a^*b; *b = *a^*b; *a = *a^*b; //可以这么写: *a^=*b^=*a^=*b; } int main(void) { int a=2,b=3; printf("start a:%d , b:%d\n",a,b); swap(&a,&b); printf("swap a:%d , b:%d\n",a,b); a=2;b=3; swap1(&a,&b); printf("swap1 a:%d , b:%d\n",a,b); a=2;b=3; swap2(&a,&b); printf("swap2 a:%d , b:%d\n",a,b); a=2;b=3; swap3(&a,&b); printf("swap3 a:%d , b:%d\n",a,b); return 0; } /** 运行结果: start a:2 , b:3 swap a:3 , b:2 swap1 a:3 , b:2 swap2 a:3 , b:2 swap3 a:3 , b:2 */
实现:
这里总结了4个swap()函数的实现方法,前三个我就不详细说了,分别用了:中间变量法,加减法,乘除法。相信我不说大家也能看得懂。我主要说一下第四种方法——异或法。 这里的异或法是利用了高等数学中的知识: 对任意数 A ,B ,C (1)A ^ 0 = A (2)A ^ A = 0 (3)(A ^B)^C=A^(B^C) (4)A^B = B^A 这三条常识: 我们看到函数swap3()中,我们姑且将这两个参数成为a,b 第一句 a = a^b; 咱们让 c =a^b; 第二句 b = a^b;其时就是 b = c^b =a^(b^b)=a^0=a; 第三句 a = a^b;其时就是 a = c^b =a^b^a=b^(a^a)=b^0=b; 这样就给交换过来了。。。。。
分析:
性能分析: (1)空间性能 (2)时间性能 这其实没啥说的 空间性能上swap()浪费一个int 空间,其他没有空间开销。 时间性能上,虽然说都是执行3条语句,但是与语句不一样,效率上 :位运算>加减>乘除 (大致上是这样,具体情况还得具体分析) 所以swap3()技高一筹。。。。。。 稳定性: 是不是这几个函数一定正确???呵呵。这可不一定,参数是int类型 swap1() swap2() 你想想看。。可能造成溢出的。。 事实的确是这样 当a =2100000001 b=2100000002 你试一下。。呵呵。。swap() 和swap3()依然坚挺。。而swap1() ,swap2() 。。。完了。。 可读性: swap()当之无愧是最好的。。可读性是最好的。。
总结:
综上所述:建议大家使用swap3(异或) ,swap(中间变量)。。。
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