void swap(int* a, int* b) {
if (a != b)
*a ^= *b ^= *a ^= *b;
}
因为上面的 *a ^= *b ^= *a ^= *b
只是 *a = *a ^ (*b = *b ^ (* a = *a ^ *b))
,可以(例如)在第三个 *a
之前对第二个 *a
进行求值(对于 XOR)修改(由=)?
用 C99/C11/C++98/C++11 写有关系吗?
最佳答案
C++11 标准说:
5.17/1: The assignment operator (=) and the compound assignment operators all group right-to-left. (...) the assignment is sequenced after the value computation of the right and left operands, and before the value computation of the assignment expression.
1.9/15: If a side effect on a scalar object is unsequenced relative to either another side effect on the same scalar object or a value computation using the value of the same scalar object, the behavior is undefined.
所以 *a ^= *b
的顺序如下:
*a
和*b
被计算。它NOT确定在哪个 订单- 执行了异或操作
- 赋值完成,即新值存储在
*a
- 新值用作表达式
(*a ^= *b)
的结果
现在 *b ^= *a ^= *b
,根据优先级规则是 *b ^= (*a ^= *b)
:
*b
和(*a ^= *b)
是计算出来的。它NOT 确定的顺序。但是因为*b
没有被(*a ^= *b)
修改,所以没关系。- 执行了异或操作
- 赋值完成,即新值存储在
*b
但是现在根据优先级规则 *a ^
: *a ^= *b ^= *a ^= *b
进行未指定排序 = (*b ^= (*a ^= *b) )
*a
和(*b ^= (*a ^= *b) )
被计算。它NOT 确定的顺序。但是因为*a
是由(*b ^= (*a ^= *b) )
修改的。所以结果将取决于首先计算哪个值。这显然是一个 U.B.
假设 *a
首先被评估,(即在任何其他事情之前):
你会得到它的原始值,它将与 (*b ^= (*a ^= *b) )
的值进行异或,即原始 *b
与原始 *a
再次与 *b
异或。这将导致 0(将存储在 *a
中)。
假设(*b ^= (*a ^= *b) )
先被计算,那么它的结果就是原来的*a
,但是*a
的内容改成了原来的*a
与原来的*b
异或。因此,这将导致原始的 *b
(将存储在 *a
中)
顺便说一下,在这两种情况下,*b
都包含 *a
的原始值与 *b
异或两次,这意味着 *b
将包含原始的 *a
。
结论:这里证明了 *b
的最终值是由这个表达式唯一确定的,但是 *a
的最终值> 不是唯一定义的(可能有两个值)。所以这显然是一个UNSPECIFIED/UNDEFINED RESULT!它可能会交换,也可能会丢失 *a
,具体取决于您的编译器。
如何确定交换?
我已经在上面证明了前两个复合赋值是明确指定的。 所以我们只需要确保最后一个复合赋值在它之后完成。这可以通过逗号运算符来保证:
5.18/1: A pair of expressions separated by a comma is evaluated left-to-right and the value of the left expression is discarded
因此,以下将起作用:
void safe_swap(int* a, int* b) {
if (a != b)
*b ^= *a ^= *b, *a ^= *b;
}
编辑:但为什么要进行 XOR 交换?
在一些没有更多可用内存的嵌入式设备上,在极端条件下可能不得不使用这种高级技巧。但它有缺点。
首先它很难理解,而且如上所示,容易出错。那么它可能不像看起来那样有效。一些依赖于实现的实验 show less optimal code : 3 个 MOV
和 3 个 XOR
,而使用临时变量的经典交换只有 4 个 MOV
。一些informal benchmarks建议大多数时候它可能会慢 3% 到 8%。
顺便说一句,经典的swap也可以写成一条语句:
void modern_swap(int*a, int*b) {
if (a!=b)
tie(*a,*b)=make_pair(*b,*a);
}
关于c++ - XOR 交换算法中运算符的未定义行为?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/28782068/