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【硬核C进阶】如何实现 万能 '两数交换' 宏 ?

 西北望msm66g9f 2021-02-10

1、聊一聊

    推荐大家去听一下westlife翻唱的<You Raise Me Up>,一个人的成功离不开身边一直鼓舞和支持你的人!

    今天主要是跟大家分享几个交换两数的宏,他们的实现或许会给你带来新的启发和收获,同时欢迎大家文末分享留言讨论!

2、平民模式

    交换两个数的功能应该在编码过程中都遇到过,大部分的人都会使用常规的方式,用第三个临时变量来进行处理,比如下面实现:

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

    如果喜欢干脆一点的小伙伴,估计直接定义一个变量就交换过来了,甚至不会去封装成函数,确实也挺省事的。

     同时大家也有体会,如果封装成了函数也并不是万能的,当两个数是浮点类型,还得重新定义一个函数,一个SWAP_int,一个SWAP_float。

     如果你还是比较钟情该版本可以考虑如下实现:

 1#include <stdio.h>
2#include <stdlib.h>
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  :运算交换
11 * Author :(欢迎关注公众号:最后一个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}
输出结果:

     好吧,那么C程序中到底有没有办法实现一个与类型无关万能一点的方法呢?继续往下看。

2、花哨模式

    我们先不考虑与类型无关,看看除了临时存储方式,还有没有其他办法实现两数交换, 有研究过的小伙伴立马会想到两种办法,分别是'运算交换'和'异或交换',直接上代码!

1

异或交换
1#include <stdio.h>
2#include <stdlib.h>
3
4#define SWAP0(a,b) \
5           a= a^b,\
6           b= a^b,\
7           a= a^b
8/***************************************
9 * Fuction:main
10 * Decri  :异或交换
11 * Author :(欢迎关注公众号:最后一个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}
输出结果:

2

运算交换
 1#include <stdio.h>
2#include <stdlib.h>
3
4#define SWAP1(a,b) b=(a+b)-(a=b);
5/***************************************
6 * Fuction:main
7 * Decri  :运算交换
8 * Author :(欢迎关注公众号:最后一个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}
输出结果:

小节一下:
  • 异或方法只能用于整形数据,而浮点表示无能为力,不过可以考虑把浮点数据指针强制转为整形来处理,和后面的内存交换思想是一致的。

  • 而对于运算交换,上面使用的是减法运算,也有乘除法的,不过真没必要,同时上面的表达式利用了运算从左到右的特点比较精妙的完成转化!

  • 交换部分相应的汇编代码bug菌跟大家贴在了下面,大家可以研究一下!不过对于运算交换存在运算过程的数据溢出问题,所以也是非常需要注意的!

3、高端玩家

    这里主要是分享几个可以适应各种数据类型的交换实现办法,之前bug菌跟大家聊到过C语言所有数据在内存中都是不会由于数据类型而发生变化的

    那个基于这个思想我们把所有的数据转化为byte来进行交换处理,这样就可以适应各种数据类型了!直接上代码!

参考demo:

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