實作兩個整數變量交換

方法1：标準法

通常我們的做法是（尤其是在學習階段）：定義一個新的變量，借助它完成交換。

代碼如下： 

int a,b; 

a=10;

b=15; 

int t;

 t=a;

a=b;

b=t;

 這種算法易于了解，特别适合幫助初學者了解計算機程式的特點，是指派語句的經典應用。在實際軟體開發當中，此算法簡單明了，不會産生歧義，便于程式員之間的交流，一般情況下碰到交換變量值的問題，都應采用此算法（以下稱為标準算法）。

上面的算法最大的缺點就是需要借助一個臨時變量。

方法2： 算術運算法

 簡單來說，就是通過普通的+和-運算來實作。

代碼如下： 

                i=i+j; 

                j=i-j; 

                i=i-j; 

方法3： 位運算 

通過異或運算也能實作變量的交換，這也許是最為神奇的。

代碼如下：

i^=j; 

j^=i; 

i^=j; 

此算法能夠實作是由異或運算的特點決定的，通過異或運算能夠使資料中的某些位翻轉，其他位不變。

交換位	1	1
被交換位	1	1
一次異或	1	1
與自己異或	1	1
結果	1	1

這意味着任意一個數與任意一個給定數異或後再與自己異或一次，結果就交換了。

方法4：指針位址法

指針位址操作 因為對位址的操作實際上進行的是整數運算，比如：兩個位址相減得到一個整數，表示兩個變量在記憶體中的儲存位置隔了多少個位元組；位址和一個整數相加即“a+10”表示以a為基位址的在a後10個a類資料單元的位址。是以理論上可以通過和算術算法類似的運算來完成位址的交換，進而達到交換變量的目的。即： 

int *a,*b;

 *a=new int(10); 

*b=new int(20);//&a=0x00001000h,&b=0x00001200h

 a=(int*)(b-a);//&a=0x00000200h,&b=0x00001200h

 b=(int*)(b-a); //&a=0x00000200h,&b=0x00001000h 

a=(int*)(b+int(a)); //&a=0x00001200h,&b=0x00001000h 

通過以上運算a、b的位址真的已經完成了交換，且a指向了原先b指向的值，b指向原先a指向的值了嗎？上面的代碼可以通過編譯，但是執行結果卻令人匪夷所思！原因何在？

 首先必須了解，作業系統把記憶體分為幾個區域：系統代碼/資料區、應用程式代碼/資料區、堆棧區、全局資料區等等。

在編譯源程式時，常量、全局變量等都放入全局資料區，局部變量、動态變量則放入堆棧區。這樣當算法執行到“a=(int*)(b-a)”時，a的值并不是0x00000200h，而是要加上變量a所在記憶體區的基位址，實際的結果是：0x008f0200h，其中0x008f即為基位址，0200即為a在該記憶體區的位移。它是由編譯器自動添加的。是以導緻以後的位址計算均不正确，使得a,b指向所在區的其他記憶體單元。再次，位址運算不能出現負數，即當a的位址大于b的位址時，b-a<0，系統自動采用補碼的形式表示負的位移，由此會産生錯誤，導緻與前面同樣的結果。 有辦法解決嗎？當然！以下是改進的算法：

 if(a<b)

 { 

　　a=(int*)(b-a); 

　　b=(int*)(b-(int(a)&0x0000ffff));

 　　a=(int*)(b+(int(a)&0x0000ffff));

 } 

else

 {

 　　b=(int*)(a-b); 

　　a=(int*)(a-(int(b)&0x0000ffff)); 

　　b=(int*)(a+(int(b)&0x0000ffff)); 

} 

算法做的最大改進就是采用位運算中的與運算“int(a)&0x0000ffff”，因為位址中高16位為段位址，後16位為位移位址，将它和0x0000ffff進行與運算後，段位址被屏蔽，隻保留位移位址。這樣就原始算法吻合，進而得到正确的結果。 此算法同樣沒有使用第三變量就完成了值的交換，與算術算法比較它顯得不好了解，但是它有它的優點即在交換很大的資料類型時，它的執行速度比算術算法快。因為它交換的時位址，而變量值在記憶體中是沒有移動過的。