Java 不使用第三方变量交换两个变量值的四种方法详解

目录
  • 变量本身交换数值
  • 算术运算
  • 指针地址操作
  • 位运算
  • 简单总结

哈喽,大家好,我是阿Q。前几天有个小伙伴去面试,被面试官的一个问题劝退了:请说出几种不使用第三方变量交换两个变量值的方法。

问题有点绕,好不容易缕清了面试官的问题,却发现答不上来。一时间尴尬无比,只能硬着头皮说不会。

遇到交换变量值的问题,通常我们的做法是:定义一个新的变量,借助它完成交换。

代码如下:

t = a;
a = b;
b = t;

但问题的重点是“不使用第三方变量”,那就变得“可爱”起来了。思考过后,抛出以下四种方法来解决该问题:

  • 变量本身交换数值;
  • 算术运算;
  • 指针地址操作;
  • 位运算;

变量本身交换数值

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

首先执行 a + b 操作,然后将 b 赋值给 a,则 b = a + b - b = a,这就完成了 ab 的互换操作。

算术运算

如图所示:

OA = a;

OB = b;

AB = b - a;

首先我们把 AB 之间的距离 b - a 赋值给 a,此时 AB = a, OB = b 。

由于要达到 ab 交换的目的,所以 OA 要等于 b,而此时 OA 的距离为 b - a ,所以得将 b - a 赋值给 b ,此时 OA = b, AB = a 。

很容易从图中看出,OB 的距离为 b + a,所以我们只需要将 b + a 赋值给 a 就可以完成两者的交换了。

综上所述,我们的步骤为

int a = 10;
int b = 15;
a = b - a; //b=15;a=5;
b = b - a; //b=10;a=5;
a = b + a; //b=10;a=15;

该算法只能用于整型类型。

指针地址操作

我们可以把 a 和 b 想象为内存中的地址值,假设 a 为 0x01ff5e70 ,b 为 0x01ff5e90 ,而 b - a 表示两个变量在内存中的储存位置隔了多少个字节。所以我们理论上也可以按算术运算的逻辑来交换两个变量的值。

代码如下(此处是 c 语言):

//其中 a 和 b 都是指针变量,里边存储着10和20的地址
int *a = new int(10); //a=0x01ff5e70 ,此处代表a中存储的地址
int *b = new int(20); //b=0x01ff5e90 ,此处代表b中存储的地址

//指针变量相减得到20和10的地址间隔了多少个字节,然后转为指针变量
a = (int*)(b-a); 	//b=0x01ff5e90;a=0x8
b = (int*)(b-a); 	//b=0x01ff5e70;a=0x8
a=(int*)(b+long(a));//b=0x01ff5e70;a=0x01ff5e90

b - a = 0x01ff5e90 - 0x01ff5e70 = 0x20,0x20 转换为十进制为 32 位,因为一个 int 占4位,所以这里是 0x8 。

以上只是理论状态下的执行过程,如果直接执行是不能实现交换的。因为上边的代码忽略了一个问题:代码编译之后,变量都是存在内存中的,而内存区都会存在基地址。

基地址可以理解为某块内存的起点。上边的数据都是在基地址的基础上做了偏移。

变量的地址 = 变量的基地址 + 变量的偏移地址

当我们进行 b - a 操作的时候,得到结果为 8 ,然后转化为指针变量的时候就会给 8 自动添加基地址,此时的结果就不是 0x8 了,所以会导致结果错误。

另外,地址运算不能出现负数,即当 a 的地址大于 b 的地址时,b - a < 0 ,系统自动采用补码的形式表示负的位移,也会产生错误。

为了解决这个问题,我们只需要保证 b - a 得到的结果不受基地址的影响即可,所以给出以下解决方案。

int *a = new int(10);
int *b = new int(20);
cout << a << "`````";
cout << b << "`````";
if(a < b){
	a = (int*)(b-a);
	cout << a << "`````";

	b=(int*)(b-(long(a)&0x0000ffff));
	cout << b << "`````";

	a=(int*)(b+long(a));
	cout << a << "`````";
} else {
	b = (int*)(a-b);
	cout << b << "`````";

	a=(int*)(a-(long(b)&0x0000ffff));
	cout << a << "`````";

	b=(int*)(a+long(b));
	cout << b << "`````";
}

执行结果:

0x8dbe70`````0x8dbe90`````0x8`````0x8dbe70`````0x8dbe90`````

看到这,不知道大家是否真的看懂了。反正我第一次看到这儿时,感觉非常清晰(其实完全没有理解),第二次看的时候懵逼了,完全不懂,所以还得大家仔细思考一下才行。

b=(int*)(b-(long(a)&0x0000ffff)); 指令的精妙之处就在于采用了位运算中的与运算,将 a 和 0x0000ffff 进行与运算后,b - a 的基地址计算结果被屏蔽,只保留了偏移地址的计算结果,也就是我们需要的字节数。

在交换很大的数据类型时,该方法执行速度比算术算法快。因为它交换的是地址,而变量值在内存中是没有移动过的。

位运算

既然上边用到了位运算,那我们再说一种直接通过“异或“完成交换的方法。

简单介绍一下异或的规则:

  • 如果a、b两个值不相同,则异或结果为1;
  • 如果a、b两个值相同,异或结果为0。

代码如下

int a=10, b=12;//二进制:a=1010;b=1100;
a = a^b;//a=0110;b=1100
b = a^b;//a=0110;b=1010
a = a^b;//a=1100;b=1010
System.out.println("a="+ a +",b="+ b);

执行结果

a=12,b=10

异或运算能够使数据中的某些位翻转,其他位不变。这就意味着任意一个数与任意一个给定的值连续异或两次,值不变。

简单总结

以上四种方法均实现了不借助第三方变量来完成两个变量值的交换:

  • 算术运算和位运算计算量相当,只能进行整形数据的交换;
  • 地址运算中计算较复杂,可以很轻松的实现大类型(比如自定义的类或结构)的交换;
  • 理论上重载 “^” 运算符,也可以实现任意结构的交换; 

到此这篇关于Java 不使用第三方变量交换两个变量值的四种方法详解的文章就介绍到这了,更多相关Java 变量值交换内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们!

(0)

相关推荐

  • java如何交换这两个变量的值方法介绍

    1.借助中间量交换 int x = 10; int y = 20; int temp = x; x = y; y = temp; 此种方法可以将中间量看成空杯,即把temp看成是空杯, 把x看成是装有白酒的杯子,把y看成是装有红酒的杯子 int temp = x; 把白酒倒到空杯中,此时temp装有白酒,x变成空杯 x = y; 把y中的红酒倒到x空杯中,此时x装有红酒,y变成空杯 y = temp; 把白酒倒到y空杯中,此时x装有红酒,y装有白酒,实现x和y的互换 2.数值相加减交换 int

  • Java 交换两个变量的数值实现方法

    一.参数传递方法 为解决标题问题,首先介绍参数传递方法.目前各类程序设计语言的参数传递方法主要有三种: 1.按值传递 2.按引用传递 3.按指针传递 其中按值传递表示方法(函数)接收的是调用者提供的变量的拷贝,不改变参数的值:按引用传递表示方法(函数)接收的调用者提供的变量地址:按指针传递表示方法(函数)接收的是调用者提供的指针的拷贝,不改变指针的值和地址,但可以改变指针所指向的地址. 二.Java参数传递方法 Java提供的参数传递方法,很遗憾只有一种,按值传递.也就是说,方法得到的是所有参数

  • Java 不使用第三方变量交换两个变量值的四种方法详解

    目录 变量本身交换数值 算术运算 指针地址操作 位运算 简单总结 哈喽,大家好,我是阿Q.前几天有个小伙伴去面试,被面试官的一个问题劝退了:请说出几种不使用第三方变量交换两个变量值的方法. 问题有点绕,好不容易缕清了面试官的问题,却发现答不上来.一时间尴尬无比,只能硬着头皮说不会. 遇到交换变量值的问题,通常我们的做法是:定义一个新的变量,借助它完成交换. 代码如下: t = a; a = b; b = t; 但问题的重点是"不使用第三方变量",那就变得"可爱"起来

  • Java比较两个对象大小的三种方法详解

    目录 一. 为什么需要比较对象 二. 元素的比较 1. 基本类型的比较 2. 引用类型的比较 三. 对象比较的方法 1. equals方法比较 2. 基于Comparable接口的比较 3. 基于Comparator接口的比较 4. 三种比较方式对比 一. 为什么需要比较对象 上一节介绍了优先级队列,在优先级队列中插入的元素必须能比较大小,如果不能比较大小,如插入两个学生类型的元素,会报ClassCastException异常 示例: class Student{ String name; in

  • JavaScript交换两个变量值的七种解决方案

    前言 这篇文章总结了七种办法来交换a和b的变量值 var a = 123; var b = 456; 交换变量值方案一 最最最简单的办法就是使用一个临时变量了,不过使用临时变量的方法实在是太low了 var t; t = a; a = b; b = t; 首先把a的值存储到临时变量中,然后b赋值给a,最后拿出临时变量中的a值赋给b,这个办法是最基本的了 交换变量值方案二 下面的方案都不会有临时变量,我总结了一下,其实不使用临时变量的思路都是让其中一个变量变成一个a和b都有关系的值,这样可以先改变

  • Java中ArrayList初始化的四种方法详解

    1 起因 在实际业务开发中, 我们经常会遇到需要临时创建一个数组的情况, 今天我们就来讲一下Java中ArrayList初始化的方法 2 解决方案 直接上结论, 总共有四种初始化方法: 双括号法 Arrays.asList stream Lists 2.1 双括号法 List<Integer> test = new ArrayList<Integer>(){{ add(1); add(2); }}; 2.2 Arrays.asList List<Integer> tes

  • Java解析XML的四种方法详解

    XML现在已经成为一种通用的数据交换格式,它的平台无关性,语言无关性,系统无关性,给数据集成与交互带来了极大的方便.对于XML本身的语法知识与技术细节,需要阅读相关的技术文献,这里面包括的内容有DOM(Document Object Model),DTD(Document Type Definition),SAX(Simple API for XML),XSD(Xml Schema Definition),XSLT(Extensible Stylesheet Language Transform

  • 使用Java构造和解析Json数据的两种方法(详解二)

    JSON(JavaScript Object Notation) 是一种轻量级的数据交换格式,采用完全独立于语言的文本格式,是理想的数据交换格式.同时,JSON是 JavaScript 原生格式,这意味着在 JavaScript 中处理 JSON数据不须要任何特殊的 API 或工具包. 在www.json.org上公布了很多JAVA下的json构造和解析工具,其中org.json和json-lib比较简单,两者使用上差不多但还是有些区别.下面接着介绍用org.json构造和解析Json数据的方法

  • 使用Java构造和解析Json数据的两种方法(详解一)

    JSON(JavaScript Object Notation) 是一种轻量级的数据交换格式,采用完全独立于语言的文本格式,是理想的数据交换格式.同时,JSON是 JavaScript 原生格式,这意味着在 JavaScript 中处理 JSON数据不须要任何特殊的 API 或工具包. 在www.json.org上公布了很多JAVA下的json构造和解析工具,其中org.json和json-lib比较简单,两者使用上差不多但还是有些区别.下面首先介绍用json-lib构造和解析Json数据的方法

  • Java实现Excel转PDF的两种方法详解

    目录 一.使用spire转化PDF 1.使用spire将整个Excel文件转为PDF 2.指定单个的sheet页转为PDF 二.使用jacob实现Excel转PDF(推荐使用) 1.环境准备 2.执行导出PDF 使用具将Excel转为PDF的方法有很多,在这里我给大家介绍两种常用的方法,分别应对两种不一样的使用场景,接下来我在springboot环境下给大家做一下演示! 一.使用spire转化PDF 首先介绍一种比较简单的方法,这种方法可以使用短短的几行代码就可以将我们的Excel文件中的某一个

  • Java唤醒本地应用的两种方法详解

    目录 引言 1. Runtime使用方式 2. ProcessBuilder使用方式 3. 小结 引言 作为一个后端同学,经常被安全的小伙伴盯上,找一找安全漏洞:除了常说的注入之外,还有比较吓人的执行远程命令,唤醒本地应用程序等:然后有意思的问题就来了,写了这么多年的代码,好像还真没有尝试过用java来唤醒本地应用程序的 比如说一个最简单的,打开本地的计算器,应该怎么搞? 接下来本文将介绍一下如何使用java打开本地应用,以及打开mac系统中特殊一点的处理方式(直白来说就是不同操作系统,使用姿势

  • Flowable 设置流程变量的四种方式详解

    目录 引言 1. 为什么需要流程变量 2. 流程变量的分类 3. 全局流程变量 3.1 启动时设置 3.2 通过 Task 设置 3.3 完成任务时设置 3.4 通过流程设置 4. 本地流程变量 4.1 通过 Task 设置 5. 临时流程变量 引言 在之前的文章中,松哥也有和小伙伴们使用过流程变量,然而没有和大家系统的梳理过流程变量的具体玩法以及它对应的数据表详情,今天我们就来看看 Flowable 中流程变量的详细玩法. 1. 为什么需要流程变量 首先我们来看看为什么需要流程变量. 举一个简

随机推荐