不使用第三个变量交换两个数字：C， Python 教学计划
安娜·布莱克
在编程中，语言交换意味着交换两个变量的值。变量可能包含数字、字符串、列表或数组、对象等。交换的一般方法是使用临时变量来保存值。例如，
交换两个数字的一般步骤是：
- 声明一个临时变量 C
- 将 A 的值赋给 C，即 C = A。现在 C = 20
- 将 B 的值赋给 A，所以 A = 30
- 将 C 的值分配给 B，因此 B = 20，因为 C 的值为 20。
这是利用临时变量进行交换的方法。此方法对整数和浮点数都有效。
使用算术方程交换
我们知道，交换就是将两个对象或字段或变量的内容进行互换。算术运算交换就是利用数学公式进行交换运算，也就是加法和减法。
如果给定两个数字并要求我们在不使用临时变量的情况下交换它们，那么使用三个算术方程，我们就可以交换这两个数字。
使用算术运算交换数字的伪代码：
A = A + B B = A - B A = A - B
假设我们有两个数字，A = 20 和 B = 30。
条件1： A=A+B
因此，A 的当前值为 20+30 = 50
条件2： B = AB
现在，B = 50-30 = 20
我们可以看到我们在 B 中得到了 A 的值
条件3： A=AB
最后，A = 50-20 = 30
A 具有 B 的初始值。
因此，我们只是交换了数字。
这是用 C/ 编写的交换两个数字的程序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);
}
输出：
Enter value of A: 20 Enter value of B: 30 A = 20 , B = 30 Now, A = 30 , B = 20
计划 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))
输出：
Enter value of A: 20 Enter value of B: 30 A = 20 , B = 30 Now, A = 30 , B = 20
现在 Python，我们甚至不需要执行算术运算。我们可以使用：
a,b = b,a
这里有一个演示，其中 a=20，b=30；
使用按位异或交换 Opera器
此方法也称为 XOR 交换。XOR 表示异或。在此按位运算中，我们将两位作为 XOR 的输入。要从 XOR 获得一个输出，只有一个输入必须为 1。否则，输出将为 0。下表显示了输入 A B 的所有组合的输出。
我们需要了解 XOR 运算的工作原理，以便使用按位运算交换两个数字。下面是 XOR 的表格，其中 A 和 B 是输入值。
| A | B | 异或B |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
如果两个输入具有相同的值，则 XOR 运算结果为 0；否则为 1。在此示例中，我们将使用 3 XOR 运算。在大多数编程语言中，XOR 表示为“^”。
假设 A=4（二进制 = 0100）且 B=7（二进制 = 0111）
条件1： A=A^B
| A | 0 | 1 | 0 | 0 |
| B | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 艾比 | 0 | 0 | 1 | 1 |
现在，A = 0011（二进制）。
条件2： B = A^B
| A | 0 | 0 | 1 | 1 |
| B | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 艾比 | 0 | 1 | 0 | 0 |
所以 B = 0100，这是 A 的初始二进制值。
条件3： A = A^B
| A | 0 | 0 | 1 | 1 |
| B | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 艾比 | 0 | 1 | 1 | 1 |
最后，A = 0111，这是B的等效二进制值。
C 语言程序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);
}
输出：
Enter value of A:4 Enter value of B:7 A=4, B=7 Now, A=7, B=4.
计划 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))
输出：
Enter the value of A:10 Enter the value of B:15 A=10 and B=15 Now, A=15,B=10.
互换 Numbers 使用按位算术
此方法与算术方法相同，但我们将使用位运算（例如 AND、OR 和补码）来执行加法和减法。在进入步骤之前，让我们快速浏览一下“补码”。
1的补码意味着将所有的0改为1，将1改为0。我们举个例子。
- 假设数字 23，它是一个十进制数。
- 转换为二进制后得到 10111。只有 5 位，但计算机以 8,16,32,64、XNUMX、XNUMX、XNUMX .. 位存储数字。因此，让我们在二进制前面添加零。它不会改变数字的原始值。所以它会变成 00010111.
- 我们知道，1 的补码意味着将所有 0 变为 1，将 1 变为 0，因此对 00010111 给 11101000
在大多数编程语言中，这个 1 的补码用“~”这个符号表示。将此符号放在任何整数值或浮点值之前将得到 1 的补码。
而2的补码就是将二进制的“1”加到1的补码中。如果我们对上面的数字进行2的补码运算：
- 二进制 = 00010111
- 1 的补码 = 11101000
- 2 的赞美：
11101000
+ 1
11101001
因此，2 的补码是 11101001。这是 -23 的二进制数。
总之，对数字 A 进行 2 的补码运算，其形式如下：
A 的 2 的补码 = (~A) + 1
现在假设 A=8（二进制 00001000），B=10（00001010）
条件1： A = (A & B) + (A | B)
它等同于 A = A + B。
A & B = 00001000 & 00001010 = 00001000
A|B = 00001000|00001010 = 00001010
现在，00001000 + 00001010 = 00010010（十进制 18）
所以，A = 18
条件2： B = A + (~B) + 1
相当于 B = AB
这里，B = A – B
从上面的讨论中，如果我们需要执行减法，我们对负数执行2的补码，然后将其相加。
因此，-B = ~B + 1
现在，B = 00010010 + (11110101) + 1 = 00001000
B的值相当于十进制的8，这是初始值。
条件3： A = A + (~B) + 1
相当于 A = AB
现在，A = 00010010 + 11110111 + 1
A = 00001010（相当于十进制10）
最后A得到了B的值，这样交换就完成了。
C 语言程序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);
}
输出：
Enter the value of A: 8 Enter the value of B:10 A=8, B=10 Now, A=10, B=8
计划 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))
输出：
Enter the value of A: 25 Enter the value of B: 25 A = 25 and B = 25 Now, A = 25 and B = 25
什么是算术溢出？
溢出一词的意思是超出限制。算术溢出是指任何算术运算的结果超出了计算机体系结构的数字表示范围或限制。例如，如果一个数字除以零，它会变成无穷大，而计算机数字系统无法用 32 位或 64 位来保存它。
算术溢出的后果可能是：
- 两个正数相加会变成负数。因为符号位可能变成 1，也就是负数。
- 两个负数相加会变成正数。因为符号位可能变成0，也就是正数。