使用异或完成两个整数的交换
在编程中,交换两个变量的值是一个常见的操作。通常,我们会使用一个临时变量来实现这一操作。然而,有一种巧妙的方法可以避免使用临时变量,即通过异或运算(XOR)来实现两数交换。
1. 异或运算的基本性质
异或运算(XOR)是一种位运算,符号为 ^
。它具有以下几个重要性质:
-
自反性:
a ^ a = 0
-
恒等性:
a ^ 0 = a
-
交换律:
a ^ b = b ^ a
-
结合律:
a ^ (b ^ c) = (a ^ b) ^ c
这些性质使得异或运算在交换两个变量的值时非常有用。
2. 使用异或运算交换两数的步骤
假设我们有两个变量 a
和 b
,我们希望交换它们的值。以下是使用异或运算实现交换的步骤:
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第一步:
a = a ^ b
-
此时,
a
存储了a
和b
的异或结果。
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第二步:
b = a ^ b
-
由于
a
现在是a ^ b
,所以b = (a ^ b) ^ b
。根据异或的自反性,b = a ^ (b ^ b) = a ^ 0 = a
。 -
此时,
b
存储了原来a
的值。
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第三步:
a = a ^ b
-
由于
a
现在是a ^ b
,而b
现在是原来a
的值,所以a = (a ^ b) ^ a
。根据异或的交换律和自反性,a = b ^ (a ^ a) = b ^ 0 = b
。 -
此时,
a
存储了原来b
的值。
-
通过以上三步,a
和 b
的值就完成了交换。
案例1:使用JAVA实现
案例2:Python实现
输出结果: