C 關於使用異或運算交換兩數的值

• 2019 年 11 月 22 日
• 筆記

異或運算可以達到交換兩數的目的，程式碼如下:

但不推薦使用這種方式，附上常用的臨時變數方法對比說明。

臨時變數方法:

對於臨時變數法，每次賦值只要讀取一個變數的值到暫存器，然後再從暫存器寫回到另一個變數中即可，前後涉及兩次記憶體寫入操作；但是對於異或運算操作，每次都需要讀取兩個數據到暫存器中，再進行運算操作，之後把結果寫回到變數中，前後共需要三次記憶體寫入操作。另外一點，異或操作的程式碼可讀性差。

如果使用C語言實現上述兩種方法，並用gcc編譯器編譯，可以使用命令 gcc -S swap.c 查看相應的彙編程式碼，臨時變數法程式碼行數更少，另外使用 gcc 編譯器時，用異或運算交換數組會出錯，參見鏈接。

在不引入臨時變數的基礎上，交換兩數的值還可以使用三次加減法，程式碼如下:

這種方式同樣需要三次記憶體寫入操作，同時程式碼可讀性也較差。

最後附上兩張三種方法編譯後對應彙編程式碼對比圖（平台：Ubuntu14.04，gcc 4.8.4），圖中 swap1.c 文件對應臨時變數法，swap2.c 文件對應加減方法，swap3.c 文件對應異或方法。可以看到，臨時變數法編譯出的彙編程式碼量最少即效率更高，加減法和異或方法的區別僅僅是計算方式不同而已，操作步驟是一致的。

圖1: 臨時變數法和加減法彙編程式碼對比

圖2: 異或方法和加減法彙編程式碼對比