不使用第三变量交换两个变量的值

在 Java 中,经常会需要交换两个变量的值,我们一般是使用第三变量完成,比如

temp = a;
a = b;
b = temp;

这样的写法确实能达成目标,但因此而引入了第三变量,对资源的消耗增加了。

这里总结了两种不使用第三变量实现的方式

这两种方法仅为个人总结,不能断定只有这三种,非常希望大家能提出其他的方式,互相学习。

加减交换法

a = a + b;
b = a - b;
a = a - b;

这种方式还有更高级的写法:

a = a + b - (b = a);

这种写法确实达到了目标,但还只是数字层面的技巧,下面介绍一种计算机底层的方式。

异或运算法

异或运算平时用得较少,这里先介绍一下。

两个数进行异或运算,其实就是它们的二进制数每一位进行运算:相同为 0,不同为 1

0 ^ 0 = 0;
1 ^ 0 = 1;
0 ^ 1 = 1;
1 ^ 1 = 0;

由此可以得出异或的 3 个特点:

  • 0 异或任何数 = 任何数
  • 1异或任何数 = 任何数取反
  • 任何数异或自己 = 把自己置0

异或的常见用途:

使某些特定的位翻转

例如对数 10100001 的第 2 位和第 3 位翻转,则可以将该数与 00000110 进行异或运算:

10100001 ^ 00000110 = 10100111

两个变量值的交换,而不必使用第三变量

这就是我们这里的需求了。

例如交换两个整数 a = 10100001,b = 00000110 的值, 可以这样实现:

a = a ^ b; // a = 10100111
b = b ^ a; // b = 10100001
a = a ^ b; // a = 00000110

以上过程等效于:

a = a ^ b;
b = b ^ a = b ^ ( a ^ b ) = a ^ b ^ b = a ^ 0 = a;
a = a ^ b = (a ^ b) ^ a = b ^ a ^ a = b ^ 0 = b;

这样就实现了两个变量值的交换。

更推荐这种方式,倒不因为这样写更高级,而是这样的二进制运算是最快的,执行效率最高。

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