温故而知新：C语言中swap函数

2024-07-14 15:38| 来源: 网络整理| 查看: 265

最近在学习数据结构和算法，发现使用到swap()函数，于是重新看了一下swap函数的各种实现，发现我对函数实参和形参理解不够透彻，现在分享我对swap的一些见解。

我们通常使用以下一段代码来实现整型变量的交换：

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

而以下两种是不能实现交换的：

void swap1(int a,int b) { int temp; temp=a; a=b; b=temp; } void swap2(int *a,int *b) { int *temp; temp=a; a=b; b=temp; }

对于swap1，不能实现交换的理由是，C语言中函数的传的是形参，也就是一个副本，虽然在函数内体内交换了，但对真实的数据没影响。就如以下代码：

{ int a=1,b=2; int ta=a,tb=b; int temp; temp=ta; ta=tb; tb=temp; }

a和b并没有因此交换，交换的只是编译器自动生成的临时变量ta（形参）和tb！

而对于swap2，执行过程如下代码：

{ int a=1,b=2; int *ta=&a,*tb=&b; int *temp; temp=ta; ta=tb; tb=temp; } printf("a=%d,b=%d",a,b);

pirintf("a'=%d,b'=%d\n",*ta,*tb);可以看到交换了由副本指向的内容，但a,b内容不会变，即原本是ta指向a（ta = &a），tb指向b（tb = &b），交换后，变为ta指向b（ta = &b），tb指向a（tb = &a），相当于换一个指针变量指向a、b的地址，对a和b的值并无影响。

而

void swap3(char **a,char**b) { char *temp; temp=*b; *b=*a; *a=temp; } //使用如下方式调用： char *pa=&a,*pb=&b; swap1(&pa,&pb);

调用前和调用后分别打印printf("a=%d,b=%d,a'=%x,b'=%x\n",a,b,&a,&b);可以看到：并没有交换a和b由编译器分配的地址，交换的是指针pa和pb的值，所以a和b的值还是没变。其实跟上面的swap2()函数很类似，不同的是swap2()交换的是由编译器为实现函数形参功能而隐式生成的临时指针变量ta和tb，swap3函数则是交换调用swap3前显式定义好的指针变量pa和pb。

最后关于C语言的泛型编程，上面的swap()只能处理整型变量，但我们需要同时可以处理char、double、long型的变量，我们可以使用void*和size_t这些类型来达到。如下

void swap(void *a,void *b,size_t size) { char *p1=(char *)a; char *p2=(char *)b; char temp; while(size--) { temp=*p1; *p1=*p2; *p2=temp; p1++; p2++; } }

使用这样的形式调用：

int c = 1000; int d = -18; swap(&c,&d,sizeof(int)); 或 float a = -4.6; float b = -2.1; swap(&a,&b,sizeof(float)); 等

但要注意的是彼此之间应该是同种类型，否则会出现错误的结果或内存越界。

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