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法學無需臨時變數交換四個變數
標題“無需臨時變數交換四個變數”是什麼意思？
讓我們來解讀。這個問題要求我們交換四個變數的值，而無需建立任何額外的臨時變數。在各種程式語言中，使用臨時變數暫時儲存其中一個值可以簡化兩個變數值的交換。然而，當交換超過兩個變數的值時，使用臨時變數會變得低效且耗時。
解釋
假設我們有四個變數a、b、c和d，它們的值如下：
a = 5 (101)
b = 9 (1001)
c = 12 (1100)
d = 3 (0011)
我們想要在不使用臨時變數的情況下交換這些變數。
以下是我們可以使用異或運算來實現此目的的方法：
計算 a = a ^ b ^ c ^ d。
用二進位制表示，這等價於：
a = 101 ^ 1001 ^ 1100 ^ 0011
= 0010 (所有位異或的結果)
現在a包含所有四個變數的異或結果。
計算 d = a ^ b ^ c ^ d。
用二進位制表示，這等價於：
d = 0010 ^ 1001 ^ 1100 ^ 0011
= 0100
現在d包含a的原始值。
計算 c = a ^ b ^ c ^ d。
用二進位制表示，這等價於：
c = 0010 ^ 1001 ^ 1100 ^ 0100
= 1111
現在c包含b的原始值。
計算 b = a ^ b ^ c ^ d。
用二進位制表示，這等價於：
b = 0010 ^ 1001 ^ 1111 ^ 0100
= 1010
現在b包含c的原始值。
計算 a = a ^ b ^ c ^ d。
用二進位制表示，這等價於：
a = 0010 ^ 1010 ^ 1111 ^ 0100
= 1101
現在a包含d的原始值。
經過這些步驟後，變數已在不使用臨時變數的情況下交換。
a = 3
b = 12
c = 9
d = 5
為什麼使用異或？
使用異或運算交換變數的原因是，它使我們能夠保留非公共位，同時消除兩個變數之間的公共位。它是這樣工作的：
假設我們想要在不使用臨時變數的情況下交換兩個變數A和B的值。使用異或運算子，我們可以按如下方式實現：
計算 A = A ^ B。
在此步驟中，A中與B不同的位將被設定為1，而與B相同的位將被設定為0。
計算 B = A ^ B。
由於它現在包含與B不同的位，因此我們可以使用A來翻轉B中的位以恢復A的初始值。
計算 A = A ^ B
可以使用A來翻轉B中與A的初始值不同的位，從而交換A和B的值。
透過對所有變數執行異或運算，可以將相同的推理擴充套件到交換兩個以上的變數。透過對所有變數進行異或運算，可以得到所有值的異或結果。然後，我們可以使用異或值和上面描述的步驟來交換變數。
為了在不需要臨時變數的情況下交換變數，異或運算允許我們修改數字的各個位，並消除公共位，同時保留非公共位。
方法
將四個變數作為使用者輸入。
使用異或運算在不使用臨時變數的情況下交換四個變數的值。
列印a、b、c和d的交換值。
程式碼實現
示例
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int a, b, c, d;
a=5;
b=9;
c=12;
d=3;
// print original values
cout << "Original values: " << a << " " << b << " " << c << " " << d << endl;
// swap values
a = a ^ b ^ c ^ d;
d = a ^ b ^ c ^ d;
c = a ^ b ^ c ^ d;
b = a ^ b ^ c ^ d;
a = a ^ b ^ c ^ d;
// print swapped values
cout << "Swapped values: " << a << " " << b << " " << c << " " << d << endl;
return 0;
}
輸出
Original values: 5 9 12 3 Swapped values: 9 12 3 5
複雜度
時間複雜度：O(1)
空間複雜度：O(1)
結論
總之，使用異或方法，在不需要臨時變數的情況下交換四個變數的值既簡單、高效又優雅。這種方法深受重視效率的程式設計師的歡迎，因為它使我們能夠在常數時間和空間複雜度的情況下交換值。透過理解這個概念，你可以在各種情況下使用它來最佳化你的程式碼並提高其效能。
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