Java不使用第三方變量交換兩個變量值的方法有哪些

本篇內(nèi)容介紹了“Java不使用第三方變量交換兩個變量值的方法有哪些”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠?qū)W有所成！

問題：請說出幾種不使用第三方變量交換兩個變量值的方法。

遇到交換變量值的問題，通常我們的做法是：定義一個新的變量，借助它完成交換。

代碼如下：

t = a;
a = b; 
b = t;

但問題的重點是“不使用第三方變量”，那就變得“可愛”起來了。思考過后，拋出以下四種方法來解決該問題：

• 變量本身交換數(shù)值；

• 算術運算；

• 指針地址操作；

• 位運算；

變量本身交換數(shù)值

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

首先執(zhí)行 a + b 操作，然后將 b 賦值給 a，則 b = a + b - b = a，這就完成了 ab 的互換操作。

算術運算

如圖所示：

OA = a;

OB = b;

AB = b - a;

首先我們把 AB 之間的距離 b - a 賦值給 a，此時 AB = a, OB = b 。

由于要達到 ab 交換的目的，所以 OA 要等于 b，而此時 OA 的距離為 b - a ，所以得將 b - a 賦值給 b ，此時 OA = b， AB = a 。

很容易從圖中看出，OB 的距離為 b + a，所以我們只需要將 b + a 賦值給 a 就可以完成兩者的交換了。

綜上所述，我們的步驟為

int a = 10;
int b = 15;
a = b - a; //b=15;a=5;
b = b - a; //b=10;a=5;
a = b + a; //b=10;a=15;

該算法只能用于整型類型。

指針地址操作

我們可以把 a 和 b 想象為內(nèi)存中的地址值，假設 a 為 0x01ff5e70 ，b 為 0x01ff5e90 ，而 b - a 表示兩個變量在內(nèi)存中的儲存位置隔了多少個字節(jié)。所以我們理論上也可以按算術運算的邏輯來交換兩個變量的值。

代碼如下（此處是 c 語言）：

//其中 a 和 b 都是指針變量，里邊存儲著10和20的地址
int *a = new int(10); //a=0x01ff5e70 ，此處代表a中存儲的地址
int *b = new int(20); //b=0x01ff5e90 ，此處代表b中存儲的地址

//指針變量相減得到20和10的地址間隔了多少個字節(jié)，然后轉(zhuǎn)為指針變量
a = (int*)(b-a); 	//b=0x01ff5e90;a=0x8
b = (int*)(b-a); 	//b=0x01ff5e70;a=0x8
a=(int*)(b+long(a));//b=0x01ff5e70;a=0x01ff5e90

b - a = 0x01ff5e90 - 0x01ff5e70 = 0x20，0x20 轉(zhuǎn)換為十進制為 32 位，因為一個 int 占4位，所以這里是 0x8 。

以上只是理論狀態(tài)下的執(zhí)行過程，如果直接執(zhí)行是不能實現(xiàn)交換的。因為上邊的代碼忽略了一個問題：代碼編譯之后，變量都是存在內(nèi)存中的，而內(nèi)存區(qū)都會存在基地址。

基地址可以理解為某塊內(nèi)存的起點。上邊的數(shù)據(jù)都是在基地址的基礎上做了偏移。

變量的地址 = 變量的基地址 + 變量的偏移地址

當我們進行 b - a 操作的時候，得到結(jié)果為 8 ，然后轉(zhuǎn)化為指針變量的時候就會給 8 自動添加基地址，此時的結(jié)果就不是 0x8 了，所以會導致結(jié)果錯誤。

另外，地址運算不能出現(xiàn)負數(shù)，即當 a 的地址大于 b 的地址時，b - a < 0 ，系統(tǒng)自動采用補碼的形式表示負的位移，也會產(chǎn)生錯誤。

為了解決這個問題，我們只需要保證 b - a 得到的結(jié)果不受基地址的影響即可，所以給出以下解決方案。

int *a = new int(10);
int *b = new int(20); 
cout << a << "`````";
cout << b << "`````";
if(a < b){
	a = (int*)(b-a); 
	cout << a << "`````";

	b=(int*)(b-(long(a)&0x0000ffff));
	cout << b << "`````";
	
	a=(int*)(b+long(a));
	cout << a << "`````";
} else {
	b = (int*)(a-b); 
	cout << b << "`````";

	a=(int*)(a-(long(b)&0x0000ffff));
	cout << a << "`````";
	
	b=(int*)(a+long(b));
	cout << b << "`````";
}

執(zhí)行結(jié)果:

0x8dbe70`````0x8dbe90`````0x8`````0x8dbe70`````0x8dbe90`````

看到這，不知道大家是否真的看懂了。反正我第一次看到這兒時，感覺非常清晰（其實完全沒有理解），第二次看的時候懵逼了，完全不懂，所以還得大家仔細思考一下才行。

b=(int*)(b-(long(a)&0x0000ffff)); 指令的精妙之處就在于采用了位運算中的與運算，將 a 和 0x0000ffff 進行與運算后，b - a 的基地址計算結(jié)果被屏蔽，只保留了偏移地址的計算結(jié)果，也就是我們需要的字節(jié)數(shù)。

在交換很大的數(shù)據(jù)類型時，該方法執(zhí)行速度比算術算法快。因為它交換的是地址，而變量值在內(nèi)存中是沒有移動過的。

位運算

既然上邊用到了位運算，那我們再說一種直接通過“異或“完成交換的方法。

簡單介紹一下異或的規(guī)則：

• 如果a、b兩個值不相同，則異或結(jié)果為1；

• 如果a、b兩個值相同，異或結(jié)果為0。

代碼如下

int a=10, b=12;//二進制：a=1010;b=1100;
a = a^b;//a=0110;b=1100
b = a^b;//a=0110;b=1010
a = a^b;//a=1100;b=1010
System.out.println("a="+ a +",b="+ b);

執(zhí)行結(jié)果

a=12,b=10

異或運算能夠使數(shù)據(jù)中的某些位翻轉(zhuǎn)，其他位不變。這就意味著任意一個數(shù)與任意一個給定的值連續(xù)異或兩次，值不變。

“Java不使用第三方變量交換兩個變量值的方法有哪些”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關的知識可以關注億速云網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實用文章！