硬核C進(jìn)階：如何實(shí)現(xiàn)萬能“兩數(shù)交換”宏 ?

? ? 推薦大家去聽一下westlife翻唱的,一個(gè)人的成功離不開身邊一直鼓舞和支持你的人！

? ? 今天主要是跟大家分享幾個(gè)交換兩數(shù)的宏，他們的實(shí)現(xiàn)或許會(huì)給你帶來新的啟發(fā)和收獲，同時(shí)歡迎大家文末分享留言討論！

? ? 交換兩個(gè)數(shù)的功能應(yīng)該在編碼過程中都遇到過，大部分的人都會(huì)使用常規(guī)的方式，用第三個(gè)臨時(shí)變量來進(jìn)行處理，比如下面實(shí)現(xiàn):

1void?SWAP(int?*p,int?*q)
2{
3????int?temp;
4????temp?=?*p;
5????*p?=?*q;
6????*q?=?temp;
7}

? ? 如果喜歡干脆一點(diǎn)的小伙伴，估計(jì)直接定義一個(gè)變量就交換過來了，甚至不會(huì)去封裝成函數(shù)，確實(shí)也挺省事的。

? ? ?同時(shí)大家也有體會(huì)，如果封裝成了函數(shù)也并不是萬能的，當(dāng)兩個(gè)數(shù)是浮點(diǎn)類型，還得重新定義一個(gè)函數(shù)，一個(gè)SWAP_int,一個(gè)SWAP_float。

? ? ?如果你還是比較鐘情該版本可以考慮如下實(shí)現(xiàn):

 1#include?
 2#include?
 3
 4#define?SWAP(a,b,type)?\
 5????????????{?type?c?=?0;\
 6??????????????c?=?a,a?=?b,b?=?c;\
 7?????????????}
 8/***************************************
 9??*?Fuction:main
10?*?Decri??:運(yùn)算交換
11?*?Author?:(歡迎關(guān)注公眾號(hào):最后一個(gè)bug)?
12***************************************/
13int?main(int?argc,?char?*argv[])?{
14
15????int?a??=?11;
16????int?b??=?88;
17
18????float?af?=?11;
19????float?bf?=?88;
20
21????printf("a?=?%d,b?=?%d\n",a,b);
22????SWAP(a,b,int);
23????printf("a?=?%d,b?=?%d\n",a,b);
24
25????printf("af?=?%f,bf?=?%f\n",af,bf);
26????SWAP(af,bf,float);
27????printf("af?=?%f,bf?=?%f\n",af,bf);
28
29???return?0;
30}

輸出結(jié)果：

? ? ?好吧，那么C程序中到底有沒有辦法實(shí)現(xiàn)一個(gè)與類型無關(guān)萬能一點(diǎn)的方法呢?繼續(xù)往下看。

? ? 我們先不考慮與類型無關(guān)，看看除了臨時(shí)存儲(chǔ)方式，還有沒有其他辦法實(shí)現(xiàn)兩數(shù)交換， 有研究過的小伙伴立馬會(huì)想到兩種辦法，分別是"運(yùn)算交換"和"異或交換"，直接上代碼！

??

 1#include?
 2#include?
 3
 4#define?SWAP0(a,b)?\
 5???????????a=?a^b,\
 6???????????b=?a^b,\
 7???????????a=?a^b
 8/***************************************
 9?*?Fuction:main
10?*?Decri??:異或交換
11?*?Author?:(歡迎關(guān)注公眾號(hào):最后一個(gè)bug)?
12?***************************************/
13int?main(int?argc,?char?*argv[])?{
14
15????int?a?=?11;
16????int?b?=?88;
17
18????printf("a?=?%d,b?=?%d\n",a,b);
19????SWAP0(a,b);
20????printf("a?=?%d,b?=?%d\n",a,b);
21
22????return?0;
23}

輸出結(jié)果：

 1#include?
 2#include?
 3
 4#define?SWAP1(a,b)?b=(a+b)-(a=b);
 5/***************************************
 6?*?Fuction:main
 7?*?Decri??:運(yùn)算交換
 8?*?Author?:(歡迎關(guān)注公眾號(hào):最后一個(gè)bug)?
 9***************************************/
10int?main(int?argc,?char?*argv[])?{
11
12????int?a??=?11;
13????int?b??=?88;
14
15????float?af?=?11;
16????float?bf?=?88;
17
18????printf("a?=?%d,b?=?%d\n",a,b);
19????SWAP1(a,b);
20????printf("a?=?%d,b?=?%d\n",a,b);
21
22????printf("af?=?%f,bf?=?%f\n",af,bf);
23????SWAP1(af,bf);
24????printf("af?=?%f,bf?=?%f\n",af,bf);
25
26???return?0;
27}

輸出結(jié)果：

小節(jié)一下：

• 異或方法只能用于整形數(shù)據(jù)，而浮點(diǎn)表示無能為力，不過可以考慮把浮點(diǎn)數(shù)據(jù)指針強(qiáng)制轉(zhuǎn)為整形來處理，和后面的內(nèi)存交換思想是一致的。

• 而對(duì)于運(yùn)算交換，上面使用的是減法運(yùn)算，也有乘除法的，不過真沒必要，同時(shí)上面的表達(dá)式利用了運(yùn)算從左到右的特點(diǎn)比較精妙的完成轉(zhuǎn)化！

• 交換部分相應(yīng)的匯編代碼bug菌跟大家貼在了下面，大家可以研究一下！不過對(duì)于運(yùn)算交換存在運(yùn)算過程的數(shù)據(jù)溢出問題，所以也是非常需要注意的！

• 
  

? ? 這里主要是分享幾個(gè)可以適應(yīng)各種數(shù)據(jù)類型的交換實(shí)現(xiàn)辦法，之前bug菌跟大家聊到過C語言所有數(shù)據(jù)在內(nèi)存中都是不會(huì)由于數(shù)據(jù)類型而發(fā)生變化的。

? ? 那個(gè)基于這個(gè)思想我們把所有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為byte來進(jìn)行交換處理，這樣就可以適應(yīng)各種數(shù)據(jù)類型了！直接上代碼！

參考demo：

 1#include?
 2#include?
 3
 4#define?SWAP0(a,b)?\
 5????????????a=?a^b,\
 6????????????b=?a^b,\
 7????????????a=?a^b
 8
 9#define?SWAP2(a,b)?\
10????????????{?unsigned?tempBuf[10];\
11??????????????memcpy(tempBuf,&a,sizeof(a));?\
12??????????????memcpy(&a,&b,sizeof(b));?\
13??????????????memcpy(&b,tempBuf,sizeof(b));\
14?????????????}
15
16#define?SWAP3(a,b)?\
17????????{?(sizeof(a)?==?sizeof(unsigned?char))???SWAP0(*(unsigned?char*)&a,*(unsigned?char*)&b)?:\
18??????????(sizeof(a)?==?sizeof(short))???SWAP0(*(short*)&a,*(short*)&b)?:\
19??????????(sizeof(a)?==?sizeof(unsigned?int))???SWAP0(*(unsigned?int*)&a,*(unsigned?int*)&b)?:\
20??????????(sizeof(a)?==?sizeof(unsigned?long?long))???SWAP0(*(unsigned?long?long?*)&a,*(unsigned?long?long?*)&b):0;\
21?????????}??
22/***************************************
23??*?Fuction:main
24?*?Decri??:適應(yīng)多種數(shù)據(jù)類型?
25?*?Author?:(歡迎關(guān)注公眾號(hào):最后一個(gè)bug)?
26***************************************/
27int?main(int?argc,?char?*argv[])?{
28
29????char?ac??=?11;
30????char?bc??=?88;
31
32????short?a??=?11;
33????short?b??=?88;
34
35????float?af?=?11;
36????float?bf?=?88;
37????printf("http://***********SWAP2*********\n");
38????printf("ac?=?%d,bc?=?%d\n",ac,bc);
39????SWAP2(ac,bc);
40????printf("ac?=?%d,bc?=?%d\n",ac,bc);
41
42????printf("a?=?%d,b?=?%d\n",a,b);
43????SWAP2(a,b);
44????printf("a?=?%d,b?=?%d\n",a,b);
45
46????printf("af?=?%f,bf?=?%f\n",af,bf);
47????SWAP2(af,bf);
48????printf("af?=?%f,bf?=?%f\n",af,bf);
49
50????printf("http://**********SWAP3************\n");
51????printf("ac?=?%d,bc?=?%d\n",ac,bc);
52????SWAP3(ac,bc);
53????printf("ac?=?%d,bc?=?%d\n",ac,bc);
54
55????printf("a?=?%d,b?=?%d\n",a,b);
56????SWAP3(a,b);
57????printf("a?=?%d,b?=?%d\n",a,b);
58
59????printf("af?=?%f,bf?=?%f\n",af,bf);
60????SWAP3(af,bf);
61????printf("af?=?%f,bf?=?%f\n",af,bf);
62
63???return?0;
64}

輸出結(jié)果：

小節(jié)一下：

• 上面的代碼bug菌就不再詳細(xì)分析了，應(yīng)該大部分小伙伴都能看懂了，如果不明白可以上機(jī)實(shí)驗(yàn)一下，bug菌這也是剛敲的，哈哈！！

? ? ?本文到這里就結(jié)束了，大家有什么疑問或者更好的的交換方法，都可以在下面交流討論！

????好了，這里是公眾號(hào):“最后一個(gè)bug”，一個(gè)為大家打造的技術(shù)知識(shí)提升基地。

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