是否存在按位交换不起作用的情况？答案

【问题标题】：Is there a case where bitwise swapping won't work?是否存在按位交换不起作用的情况？
【发布时间】：2022-10-01 07:26:44
【问题描述】：

几年前的某天在学校，我不得不做一个交换两个整数的交换函数，我想使用按位运算而不使用第三个变量来做到这一点，所以我想出了这个：

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

本来以为不错，但是学校的改正程序测试我的功能时发现了错误（当然当我问他们不想告诉我的时候），到今天我也不知道是什么没用，所以我想知道这种方法在哪种情况下不起作用。

XOR 交换只是太聪明了，以至于你比自己聪明。计算加载、存储和异或操作，并将其与“加载a 到r1，加载b 到r2，存储r2 到a，存储r1 到@987654330 @\"。
如果有人调用int x = 5; swap(&x, &x);，它将失败。
@SteveSummit 如果任何签名的 int 值是溢出，则会导致未定义的行为。
@AndrewHenle 你说的溢出是什么意思？既然我们只是在修改位，它怎么会溢出？
Andrew 可能一直在考虑 alternative swap formulation involving subtraction 而不是 XOR。

标签： c bitwise-or

【解决方案1】：

我想使用按位运算而不使用第三个变量来做到这一点

你介意我问为什么吗？这种限制是否有实际原因，还是只是一个智力难题？
当我的功能被学校的纠正程序测试时，它发现了一个错误

我不能确定校正程序抱怨什么，但是已知这类解决方案会失败的一类输入是
int x = 5;
swap(&x, &x);
printf("%d\n", x);
这将打印0，而不是5。

你可能会说，“为什么有人要和自己交换东西？” 他们可能不会，正如我所展示的那样，但也许你可以想象，在一个平庸的排序算法中，它最终可能会做相当于
if(a[i] < a[j]) {
    /* they are in order */
} else {
    swap(&a[i], &a[j]);
}
现在，如果i 和j 是相同的，swap 函数将错误地将a[i] 归零。

另见What is the difference between two different swapping function?

【讨论】：

不，没有任何特别的原因，这只是为了我的个人知识，因为我在一本书中看到了这种方法并且我喜欢它。因此，如果我只是在开头添加if (a == b) return ; 它应该可以工作吗？
@Fayeure 据我所知，这会奏效。
如果a[i] > a[j]，肯定是i != j（无论如何都是整数）。
@Nelfeal 啊，是的。我想我的意思是>=。修好了，谢谢。
@Nelfeal 没错。因此，“平庸”。（但是：我的目标是呈现一个在这种情况下发布的swap() 函数可能会失败，而不是好的一！ :-) )