Python Программа для обмена местами двух чисел без использования третьей переменной.

В разделах ниже рассматриваются четыре способа обмена без использования временной переменной, а также арифметическое переполнение.

В языках программирования обменping Обмен значениями означает обмен значениями двух переменных. Переменная может содержать число, строку, список или массив, объект и т. д. Общий способ обмена значениямиping Это использование временной переменной для хранения значений. Например,

Общие этапы обменаping Это два числа:

• Объявите временную переменную C.
• Присвойте значение A значению C, что означает C = A. Теперь C = 20.
• Присвойте значение B значению A, поэтому A = 30.
• Присвойте значение C значению B, поэтому B = 20, поскольку C имеет значение 20.

Вот как происходит обменping Это делается с помощью временной переменной и работает как с целыми, так и с числами с плавающей запятой.

Обмен с использованием арифметического уравнения

Как известно, обменping Обмен данными между двумя объектами, полями или переменными означает замену их содержимого. Обмен данными с использованием арифметической операции означает выполнение обмена с помощью математического уравнения, то есть сложения и вычитания.tracния.

Если нам даны два числа и нас просят поменять их местами без использования временной переменной, то, используя три арифметических уравнения, мы можем поменять числа местами.

Псевдокод для обменаping числа, полученные с помощью арифметической операции:

A = A + B
B = A - B
A = A - B

Предположим, у нас есть два числа: A = 20 и B = 30.

Состояние 1: А = А+Б

Таким образом, текущее значение A равно 20 + 30 = 50.

Состояние 2: Б = АВ

Теперь Б = 50-30 = 20
Мы видим, что получили значение A в B.

Состояние 3: А = АВ

Наконец, А = 50-20 = 30
A имеет начальное значение B.

Итак, мы просто поменяли номера местами.

Вот программа для обмена двумя числами на языке 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);
}

Выход:

Enter value of A: 20
Enter value of B: 30
A = 20 , B = 30
Now, A = 30 , B = 20

Программа 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))

Выход:

Enter value of A: 20
Enter value of B: 30
A = 20 , B = 30
Now, A = 30 , B = 20

Сейчас в PythonНам даже не нужно выполнять арифметические операции. Мы можем использовать:

а, б = б, а

Вот демонстрация, где a=20, b=30;

Обмен с использованием побитового XOR Operaтор

Этот метод также известен как операция XOR-перестановки. XOR означает исключающее ИЛИ. В этой побитовой операции мы принимаем два бита в качестве входных данных для операции XOR. Чтобы получить один выходной результат от XOR, только один из входных битов должен быть равен 1. В противном случае выходной результат будет равен 0. В следующей таблице показаны выходные данные для всех комбинаций входных данных A и B.

Нам нужно знать, как работает операция XOR для обмена двух чисел побитовым способом. Вот таблица для операции XOR, где A и B — входные значения.

Если два входных значения одинаковы, то операция XOR возвращает 0; в противном случае — 1. В этом примере мы будем использовать операцию XOR 3. В большинстве языков программирования операция XOR обозначается как «^».

Предположим, что A=4 (в двоичном представлении = 0100) и B=7 (в двоичном представлении, 0111).

Состояние 1: А = А ^ Б

Теперь A = 0011 (в двоичном формате).

Состояние 2: Б = А^Б

Итак, B = 0100, что было начальным двоичным значением A.

Состояние 3: А = А^Б

Наконец, A = 0111, что было эквивалентным двоичным значением B.

Программа 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);
}

Выход:

Enter value of A:4
Enter value of B:7
A=4, B=7
Now, A=7, B=4.

Программа 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))

Выход:

Enter the value of A:10
Enter the value of B:15
A=10 and B=15
Now, A=15,B=10.

Обмен Numbers с использованием побитовой арифметики

Этот метод аналогичен арифметическому, но для сложения и вычитания мы будем использовать побитовые операции, такие как И, ИЛИ и дополнение.tracПрежде чем перейти к шагам, давайте быстро рассмотрим понятие «дополнение».

Дополнительный код означает замену всех нулей на единицы и единиц на нули. Рассмотрим пример.

• Предположим, у нас есть десятичное число 23.
• Преобразование в двоичную систему дает нам 10111. В ней всего 5 бит, но компьютер хранит числа в 8, 16, 32, 64… битах. Поэтому добавим ноль перед двоичным числом. Это не изменит исходное значение числа. Таким образом, оно станет 00010111.
• Как известно, дополнительный код означает замену всех нулей на 1 и единиц на 0, поэтому выполнение дополнительного кода над 00010111 дает 11101000.

Дополнительный код в большинстве языков программирования обозначается символом «~». Помещение этого символа перед любым целочисленным или числом с плавающей запятой даст вам дополнительный код.

А дополнение до 2 означает добавление двоичной «1» к дополнению до 1. Если мы дополним 2 к указанному выше числу:

• Двоичный = 00010111
• Дополнительный код = 11101000
• Дополнительный код:

11101000

+ 1

11101001

Итак, дополнение до 2 равно 11101001. Это двоичный код для -23.
Вкратце, для выполнения дополнения до двух числа А это будет выглядеть так:

Дополнение до 2 к A = (~A) + 1

Теперь предположим, что A=8 (двоичное 00001000), B=10 (00001010).

Состояние 1: А = (А и В) + (А | В)

Это эквивалентно A = A + B.

А и Б = 00001000 и 00001010 = 00001000

А | Б = 00001000 | 00001010 = 00001010

Теперь 00001000 + 00001010 = 00010010 (десятичное 18).

Итак, А = 18

Состояние 2: В = А + (~В) + 1

Это эквивалентно B = AB

Здесь В = А – В

Из вышеизложенного обсуждения следует, что если нам необходимо выполнить подпрограммуtracВ этом случае мы выполняем дополнительное кодирование отрицательного числа, а затем прибавляем к нему полученное значение.

Итак, -B = ~B + 1.

Теперь B = 00010010 + (11110101) + 1 = 00001000

Значение B эквивалентно десятичному числу 8, которое было начальным значением.

Состояние 3: А = А + (~В) + 1

Это эквивалентно A = AB

Теперь А = 00010010 + 11110111 + 1.

A = 00001010 (эквивалент десятичной 10)

В итоге А получил значение В. Таким образом, произошла перестановка.ping было выполнено.

Программа 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);
}

Выход:

Enter the value of A: 8
Enter the value of B:10
A=8, B=10
Now, A=10, B=8

Программа 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))

Выход:

Enter the value of A: 25
Enter the value of B: 25
A = 25 and B = 25
Now, A = 25 and B = 25

Что такое арифметическое переполнение?

Термин «переполнение» означает превышение предела. Арифметическое переполнение означает, что результат любой арифметической операции превышает диапазон или предел представления чисел, используемого в компьютерной архитектуре. Например, если число разделить на ноль, оно станет бесконечным, и компьютерная система счисления не сможет хранить его в 32 или 64 битах.

Представление целочисленного числа в 32-битной системе

Последствием арифметического переполнения может быть:

• Сложение двух положительных чисел приводит к отрицательному результату, поскольку знаковый бит может стать равным 1, что означает отрицательное число.
• Сумма двух отрицательных чисел становится положительной, поскольку знаковый бит может стать равным 0, что означает положительное число.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)