異或交換數值的分析

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　　異或(^) 跟 按位與(&)、按位或(|) 一樣是一個位元運算符，運算速度自然是很快的。

　　一般的，它似乎沒什麼用途。我所知道的它最多就用來加加密，用來交換數值。這裡說說使用異或交換數值的一些利弊。

優點： 不需要使用中間變數

　　一般的交換a，b的值，是使用第三方變數temp

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

 

 　　可是有一天突然發現了有異或交換數值的方法，這個方法不需要使用第三方變數

a = a ^ b;b = a ^ b;a = a ^ b; 

　　這個方法的寫法也很簡單：複製3行a = a ^ b，再把第二行的a換成b，我簡直太愛這個方法了，只要能有用到的地方，我都考慮用這個方法，也沒有遇到任何問題。

 

　　可是今天看到了一篇部落格《用異或交換兩個整數的陷阱》，試著要分析了一下，分析如下：

假設a,b數值相等，都等於x，值寫在括弧裡
a = a(x) ^ b(x); —> a=0, b=xb = a(0) ^ b(x); —> a=0, b=xa = a(0) ^ b(x); —> a=x, b=x
經過這麼3步，最後的結果很正常，並沒有如他所說是0

 　　不過，再仔細看，是我理解錯了，他的意思是，如果a和b是指向同一個地址的數，即a,b是同一個變數，那麼就會出錯

a = a(x) ^ a(x) --> a = 0a = a(0) ^ a(0) --> a = 0a = a(0) ^ a(0) --> a = 0

　　所以使用異或交換數值需要注意這個陷阱。

 

缺點： 並不能加快程式運行 

　　我一直覺得異或運算速度快嘛，交換數值肯定也快，然而確實是這樣嗎？

　　我在網上又找到了另一篇部落格《用異或來交換兩個變數效率分析》，這裡引用部落格原文的一些觀點：

1.       這個所謂的“技巧”在現代的機器上只會更慢（我甚至懷疑它從來就不可能比原始辦法快）。原始辦法是兩次記憶體讀和寫，這個"技巧"是六讀三寫加三次異或（或許編譯器可以最佳化成兩讀三寫加三次異或）。

2.       同樣也不能節省記憶體，因為中間變數 tmp 通常會是寄存器（稍後有彙編代碼供分析）。就算它在函數的局部堆棧(stack)上，反正棧已經開在那兒了，也沒有進一步的函數調用，根本節約不了一丁點記憶體。

3.       相反，由於計算步驟較多，會使用更多的指令，編譯後的機器碼長度會增加。（這不是什麼大問題，短的代碼不一定快，後面有另外一個例子。）

　　具體的分析可以去看看他的部落格。

　　So 看上去使用異或交換數值是弊大於利，它的優點似乎是微不足道的，現在的硬體那麼發達，節約一個變數空間並沒有多大意義，倒不如以這點小小的空間換取時間來得值。知道了這樣的事實，我就不再考慮異或來交換數值了，老老實實的使用古老的第三方變數就好了。

 

異或交換數值的分析