Разменете две числа, без да използвате трета променлива: C, Python Програма
Ана Блейк
В програмирането размяната на език означава размяна на стойността на две променливи. Променливата може да съдържа число, низ, списък или масив, обект и т.н. Общият начин за размяна е да се използва временна променлива за съхранение на стойности. например,
Общите стъпки за размяна на две числа са:
- Декларира временна променлива C
- Присвоете стойността на A на C, което означава C = A. Сега C = 20
- Присвоете стойността на B на A, така че A = 30
- Присвоете стойността на C на B, така че B = 20, тъй като C има стойност 20.
Така се извършва размяната с помощта на временна променлива. Този метод ще работи както за цели числа, така и за числа с плаваща единица.
Разменете с помощта на аритметично уравнение
Както знаем, размяната означава размяна на съдържанието на два обекта, полета или променливи. Размяна чрез аритметична операция означава извършване на операцията за размяна с помощта на математическото уравнение, т.е. събиране и изваждане.
Ако ни бъдат дадени две числа и сме помолени да разменим, без да използваме временна променлива, тогава използвайки три аритметични уравнения, можем да разменим числата.
Псевдокод за размяна на числа чрез аритметична операция:
A = A + B B = A - B A = A - B
Да приемем, че имаме две числа, A = 20 и B = 30.
Условие 1: A = A+B
И така, текущата стойност на А е 20+30 = 50
Условие 2: B = AB
Сега B = 50-30 = 20
Можем да видим, че получихме стойността на A в B
Условие 3: A = AB
И накрая, A = 50-20 = 30
A има началната стойност на B.
И така, ние просто разменихме числата.
Ето програмата за размяна на две числа в C/C++:
#include<stdio.h>
int main()
{
int a, b;
printf("Enter value of A: ");
scanf("%d", & a);
printf("Enter value of B: ");
scanf("%d", & b);
printf("A = %d, B = %d", a, b);
a = a + b;
b = a - b;
a = a - b;
printf("\nNow, A = %d, B = %d", a, b);
}
Изход:
Enter value of A: 20 Enter value of B: 30 A = 20 , B = 30 Now, A = 30 , B = 20
Програма в Python:
a = int(input("Enter value of A: "))
b = int(input("Enter value of B: "))
print("A = {} and B = {}".format(a, b))
a = a + b
b = a - b
a = a - b
print("Now, A = {} and B = {}".format(a, b))
Изход:
Enter value of A: 20 Enter value of B: 30 A = 20 , B = 30 Now, A = 30 , B = 20
Сега в Python, дори не е необходимо да извършваме аритметични операции. Можем да използваме:
a,b = b,a
Ето една демонстрация, където a=20, b=30;
Разменете с помощта на побитово XOR OperaTor
Този метод е известен също като XOR суап. XOR означава изключително ИЛИ. Ние приемаме два бита като входни данни за XOR в тази побитова операция. За да получите един изход от XOR, само един вход трябва да бъде 1. В противен случай изходът ще бъде 0. Следната таблица показва изхода за всички комбинации от вход A B.
Трябва да знаем как работи операцията XOR, за да разменим две числа, използвайки побитовата операция. Ето таблица за XOR, където A и B са входни стойности.
| A | B | A XOR B |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Ако два входа имат една и съща стойност, тогава операцията XOR дава 0; в противен случай 1. За този пример ще използваме операция 3 XOR. В повечето езици за програмиране XOR се обозначава като “^”.
Да приемем, че A=4 (в двоичен = 0100) и B=7 (в двоичен, 0111)
Условие 1: A = A ^ B
| A | 0 | 1 | 0 | 0 |
| B | 0 | 1 | 1 | 1 |
| А ^ Б | 0 | 0 | 1 | 1 |
Сега A = 0011 (в двоичен код).
Условие 2: B = A^B
| A | 0 | 0 | 1 | 1 |
| B | 0 | 1 | 1 | 1 |
| А ^ Б | 0 | 1 | 0 | 0 |
Така че B = 0100, което беше първоначалната двоична стойност на A.
Условие 3: A = A^B
| A | 0 | 0 | 1 | 1 |
| B | 0 | 1 | 0 | 0 |
| А ^ Б | 0 | 1 | 1 | 1 |
И накрая, A = 0111, което е еквивалентната двоична стойност на B.
Програма на C/C++:
#include<stdio.h>
int main()
{
int a, b;
printf("Enter value of A: ");
scanf("%d", & a);
printf("Enter value of B: ");
scanf("%d", & b);
printf("A = %d, B = %d", a, b);
a = a ^ b;
b = a ^ b;
a = a ^ b;
printf("\nNow, A = %d, B = %d", a, b);
}
Изход:
Enter value of A:4 Enter value of B:7 A=4, B=7 Now, A=7, B=4.
Програма в Python:
a = int(input("Enter value of A: "))
b = int(input("Enter value of B: "))
print("A = {} and B = {}".format(a, b))
a = a ^ b
b = a ^ b
a = a ^ b
print("Now, A = {} and B = {}".format(a, b))
Изход:
Enter the value of A:10 Enter the value of B:15 A=10 and B=15 Now, A=15,B=10.
размяна Numbers използвайки побитова аритметика
Този метод е същият като аритметичния метод, но ще използваме побитови операции като И, ИЛИ и Комплимент, за да извършваме събиране и изваждане. Преди да преминем към стъпките, нека прегледаме бързо „Комплимент“.
Допълването на 1 означава да промените всички 0 на 1 и 1 на 0. Нека дадем пример.
- Да приемем число 23, десетично число.
- Преобразуването в двоичен дава използване на 10111. Има само 5 бита, но компютърът съхранява числото в 8,16,32,64 .. бита. Така че нека добавим нула пред двоичния файл. Това няма да промени първоначалната стойност на числото. Така ще стане 00010111.
- Както знаем, комплиментът на 1 означава да промените всички 0 на 1 и 1 на 0, така че изпълнението на допълнение на 1 над 00010111 дава 11101000
Това допълнение на 1 е представено с “~” този символ в повечето езици за програмиране. Поставянето на този символ преди всички цели числа или стойности с плаваща запетая ще даде допълнение на 1.
И допълнението на 2 означава добавяне на двоично „1” към допълнението на 1. Ако направим допълнение на 2 към горното число:
- Двоично = 00010111
- Комплимент за 1 = 11101000
- Комплимент на 2:
11101000
+ 1
11101001
И така, допълнението на 2 е 11101001. Това е двоичното число за -23.
В обобщение, за изпълнение на допълнение на 2 на число A, ще изглежда така:
2 допълнение към A = (~A) + 1
Сега нека приемем A=8 (двоичен 00001000), B=10(00001010)
Условие 1: A = (A & B) + (A | B)
Това е еквивалентно на A = A + B.
A & B = 00001000 & 00001010 = 00001000
A | B = 00001000 | 00001010 = 00001010
Сега, 00001000 + 00001010 = 00010010 (десетичен знак 18)
И така, A = 18
Условие 2: B = A + (~B) + 1
Негов еквивалент на B = AB
Тук B = A – B
От горната дискусия, ако трябва да извършим изваждане, извършваме допълнение на 2 към отрицателното число и след това го добавяме.
И така, -B = ~B + 1
Сега B = 00010010 + (11110101) + 1 = 00001000
Стойността на B е еквивалентна на десетичната 8, която беше първоначалната стойност.
Условие 3: A = A + (~B) + 1
Негов еквивалент на A = AB
Сега A = 00010010 + 11110111 + 1
A = 00001010 (еквивалентно на десетична запетая 10)
Накрая A получи стойността на B. Така размяната беше завършена.
Програма на C/C++:
#include<stdio.h>
int main()
{
int a, b;
printf("Enter value of A: ");
scanf("%d", & a);
printf("Enter value of B: ");
scanf("%d", & b);
printf("A = %d, B = %d", a, b);
a = (a & b) + (a | b);
b = a + ~b + 1;
a = a + ~b + 1;
printf("\nNow, A = %d, B = %d", a, b);
}
Изход:
Enter the value of A: 8 Enter the value of B:10 A=8, B=10 Now, A=10, B=8
Програма в Python:
a = int(input("Enter value of A: "))
b = int(input("Enter value of B: "))
print("A = {} and B = {}".format(a, b))
a = (a & b) + (a | b)
b = a + ~b + 1
a = a + ~b + 1
print("Now, A = {} and B = {}".format(a, b))
Изход:
Enter the value of A: 25 Enter the value of B: 25 A = 25 and B = 25 Now, A = 25 and B = 25
Какво е аритметично препълване?
Терминът препълване означава превишаване на лимита. Аритметичното препълване означава, че резултатът от която и да е аритметична операция надхвърля диапазона или границата на представянето на числата на компютърната архитектура. Например, ако едно число се раздели на нула, то става безкрайно и компютърната бройна система не може да го задържи в 32 или 64 бита.
Последствието от аритметичното препълване може да бъде:
- Добавянето на две положителни числа става отрицателно. Тъй като знаковият бит може да стане 1, което означава отрицателно число.
- Събирането на две отрицателни числа става положително. Тъй като знаковият бит може да стане 0, което означава положително число.
