面试奇葩——交换两变量值的一些邪门歪道

　　交换两个变量的值，最常见的写法是

    int i , j ;
    int temp ;
    temp = i ;
    i = j ;
    j = temp ;

　　这种写法相信任何学过程序设计语言的都知道。

　　然而有些着三不着两的极品面试官却喜欢追问，不用中间变量应该怎么写？这一追问不要紧，追出了很多邪门歪道，例如

    int i , j ;
    i = i + j;
    j = i - j ;
    i = i - j ;

　　这样的写法，非常晦涩，但挡不住这样写的人为少定义了一个变量而洋洋得意。然而这样写真的行得通吗？运行一下下面的代码就明白了。 

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main( void )
{
   
  int i , j ;
  int temp ;
  
  i = INT_MAX ;
  j = INT_MAX - 1;
  
  puts("交换前：");
  printf("i = %d , j = %d \n" , i , j );
  
  temp = i ;
  i = j ;
  j = temp ;
  
  puts("交换后：");
  printf("i = %d , j = %d \n" , i , j );
      
  i = INT_MAX ;
  j = INT_MAX - 1;
  
  puts("交换前：");
  printf("i = %d , j = %d \n" , i , j );
  
  i = i + j ;
  j = i - j ;
  i = i - j ;
  
  puts("交换后：");
  printf("i = %d , j = %d \n" , i , j );

  return 0;
}

　　运行结果通常都是荒诞不经的。原因很简单， 计算 i + j 时发生溢出，而溢出在C语言中是一种未定义行为，所以得到什么样的荒诞结果都不奇怪。

　　更极品的回答是用乘除法。 

     i = i * j;
     j = i / j;
     i = i / j;

　　这不明摆着更容易溢出吗？甚至会发生除以0的错误。可居然还有人认为“其实不然”，“不会溢出”。严重怀疑这是三鹿奶粉喝多了的后遗症。

　　有的面试官可能自以为自己还没愚蠢到这种程度，因为他心目中的“标准答案”是通过异或运算。

  i ^= j;
  j ^= i;
  i ^= j;

　　这种写法虽然不会产生溢出，但使用条件受限，因为只能用于整数类型，浮点类型、结构体类型等完全不适用。而且除了少用了一个临时变量，没有其他任何好处。

　　有些人天真地以为这种写法对于整数类型变量来说会更快，其实这种猜测毫无根据。很难说异或运算就比赋值快，据一份公开发表的数据，在某环境下，异或用时为0.050μs，而赋值运算只用0.036μs。

　　就可读性而言，异或写法显然如同蝌蚪文天书。

　　更有极品将异或写法发挥到了极限：

i ^= j ^= i ^= j;

　　对于C语言来说，这种写法大错特错。因为C语言规定在两个序点之间同一个数据对象最多只能改变一次，否则就是未定义行为。（参见 “牙里长嘴”和“a+=a-=a*a” ）这种代码压根就不可以写。如果运行结果碰巧正确，那么只是瞎猫碰上死耗子而已。况且已有报告称在某些环境下这种写法的运行结果是错误的。

　　异或写法还有一个潜在的问题，比如

#include <stdio.h>

void swap( int  * , int * );

int main( void )
{
   
  int i = 5 , j = 10 ;
  
  puts("交换前：");
  printf("i = %d , j = %d \n" , i , j );
  
  swap( & i , & j); 
  
  puts("交换后：");
  printf("i = %d , j = %d \n" , i , j );

  //自己和自己交换 
  puts("交换前：");
  printf("i = %d\n" , i );
  
  swap( & i , & i); 

  puts("交换后：");
  printf("i = %d\n" , i );

  return 0;
}

void swap( int  * p , int * q )
{
   * p ^= * q ;
   * q ^= * p ;   
   * p ^= * q ;   
}

　　这段代码运行的结果是：

交换前：

i = 5 , j = 10

交换后：

i = 10 , j = 5

交换前：

i = 10

交换后：

i = 0

　　不难发现，如果swap()函数的两个实参为指向同一数据对象的指针时，结果是错误的。

　　当然，你可能认为自己和自己交换有些无聊。但我们不能排除有些算法可能存在这种交换的可能性。

　　除了这种可能性，还有另外一种可能性，那就是你把代码写错了，多写了一次不必要的变量自己和自己的交换。如果你用的是使用中间变量的算法，那么除了代码有瑕疵，运行结果的正确性还是有保证的。但如果你用的是异或的办法，软件灾难则是召之即来——保准比打车来的还快。

　　所以结论就是，不要用异或的办法交换变量值。

　　写到这里，本应打住。不过偶然兴起，心血来潮，随手一搜，竟发现还有更多的奇葩写法。

　　某java-er竟然一本正经地提出下面两种方法： 

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

b = a + (a = b)*0;  

　　我不清楚在java里这是否成立，但在C语言中，这都属于未定义行为。令人拍案的是，该java-er竟然洋洋得意地写到：

　　"这是java语言写的,但是语言不分种类,任何方法都是通用的,推荐使用a=b+(b=a)*0和a^b的方法,有些环境也许会不通过,但是方法和思想不会错得"

　　SHIT!