【硬核C进阶】如何实现 万能 "两数交换" 宏 ?
1、聊一聊
推荐大家去听一下westlife翻唱的<You Raise Me Up>,一个人的成功离不开身边一直鼓舞和支持你的人！
今天主要是跟大家分享几个交换两数的宏，他们的实现或许会给你带来新的启发和收获，同时欢迎大家文末分享留言讨论！
2、平民模式
交换两个数的功能应该在编码过程中都遇到过，大部分的人都会使用常规的方式，用第三个临时变量来进行处理，比如下面实现:
1void SWAP(int *p,int *q)
2{
3 int temp;
4 temp = *p;
5 *p = *q;
6 *q = temp;
7}
如果喜欢干脆一点的小伙伴，估计直接定义一个变量就交换过来了，甚至不会去封装成函数，确实也挺省事的。
同时大家也有体会，如果封装成了函数也并不是万能的，当两个数是浮点类型，还得重新定义一个函数，一个SWAP_int,一个SWAP_float。
如果你还是比较钟情该版本可以考虑如下实现:
1#include <stdio.h>
2#include <stdlib.h>
3
4#define SWAP(a,b,type) \
5 { type c = 0;\
6 c = a,a = b,b = c;\
7 }
8/***************************************
9 * Fuction:main
10 * Decri :运算交换
11 * Author :(欢迎关注公众号:最后一个bug)
12***************************************/
13int main(int argc, char *argv[]) {
14
15 int a = 11;
16 int b = 88;
17
18 float af = 11;
19 float bf = 88;
20
21 printf("a = %d,b = %d\n",a,b);
22 SWAP(a,b,int);
23 printf("a = %d,b = %d\n",a,b);
24
25 printf("af = %f,bf = %f\n",af,bf);
26 SWAP(af,bf,float);
27 printf("af = %f,bf = %f\n",af,bf);
28
29 return 0;
30}输出结果：
好吧，那么C程序中到底有没有办法实现一个与类型无关万能一点的方法呢?继续往下看。
2、花哨模式
我们先不考虑与类型无关，看看除了临时存储方式，还有没有其他办法实现两数交换， 有研究过的小伙伴立马会想到两种办法，分别是"运算交换"和"异或交换"，直接上代码！
1
异或交换 1#include <stdio.h>
2#include <stdlib.h>
3
4#define SWAP0(a,b) \
5 a= a^b,\
6 b= a^b,\
7 a= a^b
8/***************************************
9 * Fuction:main
10 * Decri :异或交换
11 * Author :(欢迎关注公众号:最后一个bug)
12 ***************************************/
13int main(int argc, char *argv[]) {
14
15 int a = 11;
16 int b = 88;
17
18 printf("a = %d,b = %d\n",a,b);
19 SWAP0(a,b);
20 printf("a = %d,b = %d\n",a,b);
21
22 return 0;
23}
输出结果：
2
运算交换 1#include <stdio.h>
2#include <stdlib.h>
3
4#define SWAP1(a,b) b=(a+b)-(a=b);
5/***************************************
6 * Fuction:main
7 * Decri :运算交换
8 * Author :(欢迎关注公众号:最后一个bug)
9***************************************/
10int main(int argc, char *argv[]) {
11
12 int a = 11;
13 int b = 88;
14
15 float af = 11;
16 float bf = 88;
17
18 printf("a = %d,b = %d\n",a,b);
19 SWAP1(a,b);
20 printf("a = %d,b = %d\n",a,b);
21
22 printf("af = %f,bf = %f\n",af,bf);
23 SWAP1(af,bf);
24 printf("af = %f,bf = %f\n",af,bf);
25
26 return 0;
27}
输出结果：
小节一下：
异或方法只能用于整形数据，而浮点表示无能为力，不过可以考虑把浮点数据指针强制转为整形来处理，和后面的内存交换思想是一致的。
而对于运算交换，上面使用的是减法运算，也有乘除法的，不过真没必要，同时上面的表达式利用了运算从左到右的特点比较精妙的完成转化！
交换部分相应的汇编代码bug菌跟大家贴在了下面，大家可以研究一下！不过对于运算交换存在运算过程的数据溢出问题，所以也是非常需要注意的！
3、高端玩家
这里主要是分享几个可以适应各种数据类型的交换实现办法，之前bug菌跟大家聊到过C语言所有数据在内存中都是不会由于数据类型而发生变化的。
那个基于这个思想我们把所有的数据转化为byte来进行交换处理，这样就可以适应各种数据类型了！直接上代码！
参考demo：
1#include <stdio.h>
2#include <stdlib.h>
3
4#define SWAP0(a,b) \
5 a= a^b,\
6 b= a^b,\
7 a= a^b
8
9#define SWAP2(a,b) \
10 { unsigned tempBuf[10];\
11 memcpy(tempBuf,&a,sizeof(a)); \
12 memcpy(&a,&b,sizeof(b)); \
13 memcpy(&b,tempBuf,sizeof(b));\
14 }
15
16#define SWAP3(a,b) \
17 { (sizeof(a) == sizeof(unsigned char)) ? SWAP0(*(unsigned char*)&a,*(unsigned char*)&b) :\
18 (sizeof(a) == sizeof(short)) ? SWAP0(*(short*)&a,*(short*)&b) :\
19 (sizeof(a) == sizeof(unsigned int)) ? SWAP0(*(unsigned int*)&a,*(unsigned int*)&b) :\
20 (sizeof(a) == sizeof(unsigned long long)) ? SWAP0(*(unsigned long long *)&a,*(unsigned long long *)&b):0;\
21 }
22/***************************************
23 * Fuction:main
24 * Decri :适应多种数据类型
25 * Author :(欢迎关注公众号:最后一个bug)
26***************************************/
27int main(int argc, char *argv[]) {
28
29 char ac = 11;
30 char bc = 88;
31
32 short a = 11;
33 short b = 88;
34
35 float af = 11;
36 float bf = 88;
37 printf("//***********SWAP2*********\n");
38 printf("ac = %d,bc = %d\n",ac,bc);
39 SWAP2(ac,bc);
40 printf("ac = %d,bc = %d\n",ac,bc);
41
42 printf("a = %d,b = %d\n",a,b);
43 SWAP2(a,b);
44 printf("a = %d,b = %d\n",a,b);
45
46 printf("af = %f,bf = %f\n",af,bf);
47 SWAP2(af,bf);
48 printf("af = %f,bf = %f\n",af,bf);
49
50 printf("//**********SWAP3************\n");
51 printf("ac = %d,bc = %d\n",ac,bc);
52 SWAP3(ac,bc);
53 printf("ac = %d,bc = %d\n",ac,bc);
54
55 printf("a = %d,b = %d\n",a,b);
56 SWAP3(a,b);
57 printf("a = %d,b = %d\n",a,b);
58
59 printf("af = %f,bf = %f\n",af,bf);
60 SWAP3(af,bf);
61 printf("af = %f,bf = %f\n",af,bf);
62
63 return 0;
64}输出结果：
小节一下：
上面的代码bug菌就不再详细分析了，应该大部分小伙伴都能看懂了，如果不明白可以上机实验一下，bug菌这也是刚敲的，哈哈！！
4、最后小结
本文到这里就结束了，大家有什么疑问或者更好的的交换方法，都可以在下面交流讨论！
好了，这里是公众号:“最后一个bug”，一个为大家打造的技术知识提升基地。
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