void swap(int *a, int *b) 不适用于数组

Question

C 编程新手，尝试创建一个交换两个变量值的 void 函数。当我希望交换两个整数变量的值时，以下函数可以正常工作，例如 a = 11, b = 33 和函数调用 swap(&a, &b)：

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

但是，当我尝试对数组的两个元素执行此操作时，例如 swap(&a[0], &a[2]) 无法正常工作。但是，它确实适用于以下功能：

void swap(int i, int j, int a[]) {
  int h = a[i];
  a[i] = a[j];
  a[j] = h;
}

有谁知道为什么单变量的第一个工作，而不是数组元素？当然，我在这里缺少一个很好的解释。欢迎所有帮助，在此先感谢！

这是完整的程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>


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

void selectionSort(int a[], int len) {
  int i, j, min;
  for (i = 0; i < len; i++) {
    min = i;
    for (j = i+1; j < len; j++) {
      if (a[j] < a[min]) {
        min = j;
      }
    }
    swap(&a[i], &a[min]);
  }  
}

int main(int argc, char * argv[]) {
  int a[5] = {5, 4, 3, 2, 1};
  int len = 5, i;

  selectionSort(a, len);


  for (i = 0; i < len; i++) {
    printf("%d ", a[i]);
  }
  printf("\n");

    return 0;
}

数组值的输出是 1 2 0 0。

Answer 1

让我猜猜——所有的值都归零了？

如果a == b，您的交换功能将被破坏。试试：

void swap(int *a, int *b) {
  if (a != b)
  {
      *a += *b;
      *b = *a - *b;
      *a -= *b; 
  }
}

Answer 2

最好还是写经典的swap函数

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

或改变功能选择按以下方式排序

   void selectionSort(int a[], int len) {
      int i, j, min;
      for (i = 0; i < len; i++) {
        min = i;
        for (j = i+1; j < len; j++) {
          if (a[j] < a[min]) {
            min = j;
          }
        }
        if ( min != i ) swap(&a[i], &a[min]);
      }  
    }

Answer 3

当两个参数都指向同一个对象时，您的 swap 函数将失败。我发现你是通过在调用swap 之前添加一个printf 调用来做到这一点的，你可以自己尝试一下：

printf("swap(%d, %d)\n", i, min);
swap(&a[i], &a[min]);

您在swap 函数中使用的算法：

*a += *b;
*b = *a - *b;
*a -= *b;

似乎是为了避免创建临时变量，但代价是 (a) 当两个对象相同时失败，以及 (b) 如果存在算术溢出则冒着未定义行为的风险。对 2 的补码整数的算术通常会表现出环绕语义，这（我认为）会给你正确的结果，但这是一个不必要的复杂化。如果您正在处理浮点数，它会出现更多问题，其中算术可能会溢出或失去精度。有一个类似的按位 xor hack，它具有大多数相同的问题（并且根本不适用于浮点）。声明一个临时的将解决这两个问题：

const int old_a = *a;
*a = *b;
*b = old_a;

（通常将临时命名为tmp，但我喜欢给它起一个更明确地告诉您它的用途的名称；添加const 告诉读者它不会在您之后更改初始化它。）

但这不是唯一的问题。您尝试与自己交换数组元素的事实表明您的 selectionSort 函数也有问题；一个正确的排序算法永远不会与它自己交换一个元素，因为这样做是没有用的。

如果您修复了selectionSort，您可能不需要修复swap，但我还是建议您这样做。

Answer 4

如果是数组元素，只需使用 a[0] 和 a[2]，不要使用“&”运算符，因为数组本身就是指针，因此您无需提供任何参考。