C语言中两种交换变量值方法的速度测试

常见的交换两个变量值的方法有三种：

• 最常见的一种方法，利用临时变量，交换两个变量的值。这种方法在生活中也很常见，假设有一个杯子A，其中有盛有饮料a，另有一个杯子B，其中盛有饮料b，如果我们想要把A和B两个杯子里的饮料对调，会借助一个空杯子C，先把A中的饮料a倒在空杯子C中，C中有了饮料a，于是A变成了空杯子，这时把B中的饮料b倒在A中，于是A中有了饮料b，B成了空杯子，最后将C中的饮料a倒在B中，B中有了饮料a，此时完成对调。

• 第二种方法，利用数值异或运算两次不变的性质，交换两个变量值。

• 第三种方法，利用两数之和减去一个数等于另一个数的性质，交换两个变量值。例如，10+1=11，10在前，1在后，通过11-10=1与11-1=10的变换后，1在前，10在后，两数完成交换。这种方法可能会造成数值溢出，比如两个绝对值较大的负数交换时，因此常规编程中不采用。

C语言的代码实现：

#include <stdio.h>
#include <time.h>
// 两种方法循环十亿次
#define N 1000000000

// 异或运算交换
void swap_a(int *a, int *b)
{
    *a ^= *b;
    *b ^= *a;
    *a ^= *b;
}

// 辅助变量交换
void swap_b(int *a, int *b)
{
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

void show_a()
{
    int a = 1, b = 2;
    clock_t begin, end;
    begin = clock();
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        swap_a(&a, &b);
    }
    end = clock();
    printf("time a:%lfs
", (double)(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC);
}

void show_b()
{
    int a = 1, b = 2;
    clock_t begin, end;
    begin = clock();
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        swap_b(&a, &b);
    }
    end = clock();
    printf("time b:%lfs
", (double)(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC);
}

int main()
{
    show_a();
    show_b();
    return 0;
}

输出结果：

time a:17.846000s
time b:8.940000s

输出结果证明，利用辅助变量进行值的交换，运算效率最高，而此种方法也最常用，可读性也最高。

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