使用异或运算(^)交换两个数的值

##### 3.3 不借助临时变量交换两个数值 异或也可以用于不引入额外空间的情况下完成两个变量的互换： ```cpp void swapWithoutTemp(int& a, int& b) { a = a ^ b; // 第一步 b = a ^ b; // 第二步恢复原来的 a 给 ...

### 异或运算实现变量值交换的原理 异或运算是一种位操作符，在二进制级别上执行逻辑异或操作。其核心特性包括可逆性和交换律，这使得可以通过三次异或操作完成两个变量之间的值交换。 具体来说，假设存在两个整型变量 `a` 和 `b`，初始值分别为 `甲` 和 `乙`。以下是通过异或运算实现变量值交换的过程： 1. 将 `a` 和 `b` 执行一次异或操作，并将结果赋给 `a`，此时 `a` 存储的是原始 `a` 和 `b` 的异或结果。 2. 使用新的 `a` 值再次与 `b` 进行异或操作，并将结果赋给 `b`，此时 `b` 被更新为原来的 `a` 值。 3. 最后，使用当前的 `a` 和新计算得到的 `b` 再次进行异或操作，并将结果赋回 `a`，从而恢复出原本的 `b` 值并存储到 `a` 中。 这一过程的核心依赖于异或运算的性质：对于任意整数 \( x \)，有 \( x \oplus x = 0 \) 和 \( x \oplus 0 = x \)[^1]。 ### 实现代码示例 以下是一个基于 Python 的简单实现： ```python def swap_with_xor(a, b): print(f"Before swapping: a={a}, b={b}") # Step 1: Perform XOR and assign to 'a' a = a ^ b # Step 2: Use new 'a' value with original 'b', then assign result back to 'b' b = a ^ b # Step 3: Finally use updated values of both variables to restore the other's initial state into 'a' a = a ^ b print(f"After swapping: a={a}, b={b}") return (a, b) # Example usage: result = swap_with_xor(5, 10) print(result) ``` 上述代码展示了如何不借助临时变量仅依靠异或运算完成两数值间的互换[^2]。 需要注意的一点是此方法虽然优雅但在现代编程实践中并不推荐广泛采用因为大多数高级语言已经内置更高效安全的方式来进行同样功能的操作而且某些特殊情况下比如当输入参数指向同一内存地址时该技术可能会失败因此了解其实质意义大于实际应用价值[^3]。