swap：不使用中间变量，交换两个a、b两个变量

“写一个swap函数，要求不使用中间变量，交换a、b两个变量的值”，应该算是老生常谈了。但今天却碰到一点新问题。

今天阅读《程序员的自我修养--链接、装载与库》，P98有一小段示例代码：

void swap(int *a, int *b){
        *a ^= *b ^= *a ^= *b;
}

我觉得用一行代码来实现交换a与b的值，还是很简洁的。于是顺手发给了一个朋友。结果朋友说，这个函数的执行出现了问题。

// File: swap.c
#includ <stdio.h>

void swap(int *a, int *b){
        *a ^= *b ^= *a ^= *b;
}

int main(void){
        int a = 5, b = 10;
        swap(&a, &b);
        printf("a: %d, b: %d\n", a, b);
}

预期的输出应为 a: 10, b:5，使用VC 2010编译，输出符合预期。但使用gcc 4.2.4 (Ubuntu 8.04, 32位)，默认参数编译gcc swap.c，其执行结果确是：

a: 0, b: 5

a的输出是错误的。那就gcc -S swap.c，查看一下它的汇编代码吧，swap函数的代码如下：

.globl swap
        .type   swap, @function
swap:
" 记*a的值为va，*b的值为vb
        pushl   %ebp
        movl    %esp, %ebp
        pushl   %ebx
        movl    8(%ebp), %eax     
        movl    (%eax), %ebx    " ebx 存放 va
        movl    12(%ebp), %eax
        movl    (%eax), %ecx    " ecx 存放 vb
        movl    8(%ebp), %eax
        movl    (%eax), %edx    " edx 存放 va
        movl    12(%ebp), %eax
        movl    (%eax), %eax    " eax 存放 vb
        xorl    %eax, %edx        " edx = (va ^= vb)
        movl    8(%ebp), %eax
        movl    %edx, (%eax)    " *a =  (va ^= vb)
        movl    8(%ebp), %eax
        movl    (%eax), %eax    " eax = (va ^= vb)
        movl    %ecx, %edx      " edx = vb
        xorl    %eax, %edx      " edx = va
        movl    12(%ebp), %eax
        movl    %edx, (%eax)    " *b = va
        movl    12(%ebp), %eax
 movl (%eax), %eax " eax = va movl %ebx, %edx " edx = va xorl %eax, %edx " edx = 0
        movl    8(%ebp), %eax    " 
        movl    %edx, (%eax)
        popl    %ebx
        popl    %ebp
        ret

纯红色的三行代码，导致a的输出是0，估计是gcc对*a ^= *b ^= *a ^= *b的处理有问题。但奇怪的是，如果开启优化选项进行编译，得出的结果反而是对的，使用gcc -O2 swap.c，执行的结果就是对的，经过查看，其O2情况下汇编代码是正确的。

有人知道这是不是gcc的一个bug？还是我哪里弄错了？请不吝指教。

这不是gcc的bug，详见@garbageMan提供的链接。

 

下面附赠两个不使用中间变量的swap函数吧：

// 将*a ^= *b ^= *a ^= *b拆开写
// 利用 a ^ a ^ b == b
void swap(int *a, int *b){
    *a ^= *b;
    *b ^= *a;
    *a ^= *b;
}

// 利用 a + b - b = a
void swap(int *a, int *b){
    *a = *a + *b;
    *b = *a -  *b;
    *a = *a -  *b;
}

 

下面是K&R C语言中的swap函数：

// interchange *px and *py
void swap(int *px, int *py){
    int temp;

    temp = *px;
    *px = *py;
    *py = temp;
}

 

祝好。