面試奇葩——交換兩變量值的一些邪門歪道

　　交換兩個變量的值，最常見的寫法是

    int i , j ;
    int temp ;
    temp = i ;
    i = j ;
    j = temp ;

　　這種寫法相信任何學過程序設計語言的都知道。

　　然而有些着三不着兩的極品面試官卻喜歡追問，不用中間變量應該怎么寫？這一追問不要緊，追出了很多邪門歪道，例如

    int i , j ;
    i = i + j;
    j = i - j ;
    i = i - j ;

　　這樣的寫法，非常晦澀，但擋不住這樣寫的人為少定義了一個變量而洋洋得意。然而這樣寫真的行得通嗎？運行一下下面的代碼就明白了。 

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main( void )
{
   
  int i , j ;
  int temp ;
  
  i = INT_MAX ;
  j = INT_MAX - 1;
  
  puts("交換前：");
  printf("i = %d , j = %d \n" , i , j );
  
  temp = i ;
  i = j ;
  j = temp ;
  
  puts("交換后：");
  printf("i = %d , j = %d \n" , i , j );
      
  i = INT_MAX ;
  j = INT_MAX - 1;
  
  puts("交換前：");
  printf("i = %d , j = %d \n" , i , j );
  
  i = i + j ;
  j = i - j ;
  i = i - j ;
  
  puts("交換后：");
  printf("i = %d , j = %d \n" , i , j );

  return 0;
}

　　運行結果通常都是荒誕不經的。原因很簡單， 計算 i + j 時發生溢出，而溢出在C語言中是一種未定義行為，所以得到什么樣的荒誕結果都不奇怪。

　　更極品的回答是用乘除法。 

     i = i * j;
     j = i / j;
     i = i / j;

　　這不明擺着更容易溢出嗎？甚至會發生除以0的錯誤。可居然還有人認為“其實不然”，“不會溢出”。嚴重懷疑這是三鹿奶粉喝多了的后遺症。

　　有的面試官可能自以為自己還沒愚蠢到這種程度，因為他心目中的“標准答案”是通過異或運算。

  i ^= j;
  j ^= i;
  i ^= j;

　　這種寫法雖然不會產生溢出，但使用條件受限，因為只能用於整數類型，浮點類型、結構體類型等完全不適用。而且除了少用了一個臨時變量，沒有其他任何好處。

　　有些人天真地以為這種寫法對於整數類型變量來說會更快，其實這種猜測毫無根據。很難說異或運算就比賦值快，據一份公開發表的數據，在某環境下，異或用時為0.050μs，而賦值運算只用0.036μs。

　　就可讀性而言，異或寫法顯然如同蝌蚪文天書。

　　更有極品將異或寫法發揮到了極限：

i ^= j ^= i ^= j;

　　對於C語言來說，這種寫法大錯特錯。因為C語言規定在兩個序點之間同一個數據對象最多只能改變一次，否則就是未定義行為。（參見 “牙里長嘴”和“a+=a-=a*a” ）這種代碼壓根就不可以寫。如果運行結果碰巧正確，那么只是瞎貓碰上死耗子而已。況且已有報告稱在某些環境下這種寫法的運行結果是錯誤的。

　　異或寫法還有一個潛在的問題，比如

#include <stdio.h>

void swap( int  * , int * );

int main( void )
{
   
  int i = 5 , j = 10 ;
  
  puts("交換前：");
  printf("i = %d , j = %d \n" , i , j );
  
  swap( & i , & j); 
  
  puts("交換后：");
  printf("i = %d , j = %d \n" , i , j );

  //自己和自己交換 
  puts("交換前：");
  printf("i = %d\n" , i );
  
  swap( & i , & i); 

  puts("交換后：");
  printf("i = %d\n" , i );

  return 0;
}

void swap( int  * p , int * q )
{
   * p ^= * q ;
   * q ^= * p ;   
   * p ^= * q ;   
}

　　這段代碼運行的結果是：

交換前：

i = 5 , j = 10

交換后：

i = 10 , j = 5

交換前：

i = 10

交換后：

i = 0

　　不難發現，如果swap()函數的兩個實參為指向同一數據對象的指針時，結果是錯誤的。

　　當然，你可能認為自己和自己交換有些無聊。但我們不能排除有些算法可能存在這種交換的可能性。

　　除了這種可能性，還有另外一種可能性，那就是你把代碼寫錯了，多寫了一次不必要的變量自己和自己的交換。如果你用的是使用中間變量的算法，那么除了代碼有瑕疵，運行結果的正確性還是有保證的。但如果你用的是異或的辦法，軟件災難則是召之即來——保准比打車來的還快。

　　所以結論就是，不要用異或的辦法交換變量值。

　　寫到這里，本應打住。不過偶然興起，心血來潮，隨手一搜，竟發現還有更多的奇葩寫法。

　　某java-er竟然一本正經地提出下面兩種方法： 

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

b = a + (a = b)*0;  

　　我不清楚在java里這是否成立，但在C語言中，這都屬於未定義行為。令人拍案的是，該java-er竟然洋洋得意地寫到：

　　"這是java語言寫的,但是語言不分種類,任何方法都是通用的,推薦使用a=b+(b=a)*0和a^b的方法,有些環境也許會不通過,但是方法和思想不會錯得"

　　SHIT!