在編程中，經(jīng)常會遇到需要交換兩個數(shù)值的情況，這可能是為了排序算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作或者簡單的變量交換。盡管這看起來是一個簡單的任務(wù)，但在實踐中，有多種方法可以實現(xiàn)這個目標(biāo)，每種方法都有其優(yōu)缺點。

1. 使用臨時變量

優(yōu)點：

• 簡單易懂：這種方法直觀易懂，邏輯清晰，容易被其他人理解。
• 可讀性高：代碼的意圖清晰，易于維護(hù)和調(diào)試。

缺點：

• 需要額外空間：需要一個額外的變量來存儲臨時數(shù)據(jù)，對于內(nèi)存資源可能會有浪費(fèi)，尤其是在大規(guī)模數(shù)據(jù)交換時。
• 對于自定義類型，需要重載賦值操作符和復(fù)制構(gòu)造函數(shù)。

void swap(int& a, int& b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

2. 使用加法和減法

優(yōu)點：

• 不需要額外空間：與第一種方法不同，這種方法不需要額外的變量來存儲臨時數(shù)據(jù)，因此節(jié)省了內(nèi)存空間。

缺點：

• 潛在的溢出問題：如果兩個數(shù)的和超出了數(shù)據(jù)類型的范圍，就會發(fā)生溢出問題。
• 不夠直觀：對于閱讀代碼的人來說，可能不夠直觀，理解起來會有一些困難。

void swap(int& a, int& b) {
    a = a + b;
    b = a - b;
    a = a - b;
}

3. 使用位運(yùn)算

優(yōu)點：

• 不需要額外空間：與第一種方法相似，這種方法也不需要額外的變量來存儲臨時數(shù)據(jù)，因此節(jié)省了內(nèi)存空間。
• 可以用于自定義類型，只要定義了位運(yùn)算符的重載。

缺點：

• 與加法減法方法類似，潛在的溢出問題：如果兩個數(shù)的和超出了數(shù)據(jù)類型的范圍，就會發(fā)生溢出問題。
• 可讀性稍差：位運(yùn)算的語法和邏輯對于不熟悉的人來說可能不夠直觀。

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

4. 使用標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)std::swap

C++ 標(biāo)準(zhǔn)庫提供了一個名為 std::swap 的函數(shù)，可以輕松交換兩個值，而且它已經(jīng)經(jīng)過了優(yōu)化，適用于各種類型的數(shù)據(jù)。

#include <algorithm>
void swap(int& a, int& b) 
{
    std::swap(a, b);
}

以上方法中，第一種是最常見的，也是最容易理解的。第二種和第三種方法是通過數(shù)學(xué)運(yùn)算來實現(xiàn)交換的，但在一些平臺上可能會有性能問題。第四種方法是使用標(biāo)準(zhǔn)庫中的std::swap函數(shù)，它是最安全和最方便的選擇，因為它能夠處理任何類型的數(shù)據(jù)，并且是經(jīng)過優(yōu)化的。

5. 使用函數(shù)傳址

void swap(int *p1, int *p2)
 {
     int tmp;
     tmp = *p1;
    *p1 = *p2;
    *p2 = tmp;
}

優(yōu)點：

• 直接改變原始數(shù)據(jù)：這種方法直接通過指針修改原始數(shù)據(jù)的值，而不是復(fù)制數(shù)據(jù)，因此在某些情況下可能會更高效。
• 能夠處理動態(tài)分配的內(nèi)存：如果數(shù)據(jù)是通過動態(tài)內(nèi)存分配（如 new）獲取的，這種方法同樣適用。

缺點：

• 容易出錯：指針操作相對引用或傳值來說更容易出錯，特別是在指針為空或者指向無效內(nèi)存時。
• 不夠直觀：對于不熟悉指針操作的人來說，這種方法可能不夠直觀，理解起來會有一些困難。
• 需要檢查空指針：如果傳入的指針為空，那么交換函數(shù)可能會導(dǎo)致未定義行為或者崩潰。因此，在使用時需要進(jìn)行空指針檢查。

交換兩個數(shù)的方法看似簡單，但在實現(xiàn)時常常容易出現(xiàn)一些常見的錯誤。

6. 未使用引用或指針傳遞參數(shù)

#include<iostream> 
using namespace std;
int main()
{
    void swap1(int ,int);
    int i=1,j=3;
    cout<<"Before swap"<<"  i="<<i<< "  j="<<j<<endl;

    swap1(i,j);
    cout<<"After  swap"<<"  i="<<i<< "  j="<<j<<endl;

    return 0; 
 } 
 
void swap1(int a,int b)
{
  int temp;
  temp=a;
  a=b;
  b=temp;
}

分析：