异或交换变量:编程技巧还是反模式?
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更新于2024-09-01
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"本文讨论了使用异或运算交换两个变量是否能提高程序性能的问题,指出这种做法实际上在现代计算机上可能会更慢,并解释了原因。文章作者陈硕反对在实际编程中使用这种方法,认为它增加了代码复杂性且不节省内存。"
在C语言程序设计中,交换两个变量的值是一个常见的操作。传统的做法是使用一个临时变量作为中介,如"版本一"所示的`reverse_by_swap`函数。然而,有些程序员尝试通过异或运算符 (`^`) 来避免使用临时变量,这就是"版本二"的`reverse_by_xor`函数。这种技巧源于对旧计算机体系结构的考虑,即减少内存访问和变量使用可能会提高效率。
但是,根据陈硕的观点,这种做法在现代处理器上不仅不会提高速度,反而可能使代码运行得更慢。原因主要有三点:
1. **更多的指令和运算**:原始方法只需要两次内存读取和写入,而异或交换则涉及六次读取、三次写入以及三次异或运算。即使编译器能进行某些优化,如将其中一些异或合并,它仍然比原始方法执行更多操作。
2. **内存使用**:关于节省内存的考虑,中间变量`tmp`通常会被分配到寄存器中,即使它存储在栈上,对于没有额外函数调用的局部环境,节省的内存微乎其微,因此这不是性能瓶颈。
3. **代码复杂性**:异或交换增加了代码的复杂性和可读性,使得维护和理解更困难。这在实际产品代码中是一个重要的考虑因素,代码的可维护性往往比微小的性能提升更重要。
此外,陈硕还指出,这种技巧可能只适合于面试场景,以此来测试候选人的思维灵活性,而非在实际项目中应用。他质疑为何要在面试中提出这样的问题,因为它可能没有实际的工程价值。
虽然异或交换两个变量在某些老旧的教科书中被视为优化技巧,但在现代计算机架构下,这并不是一个明智的选择。在编写高质量的C语言程序时,应该优先考虑代码的清晰度和可维护性,而不是过分追求微观级别的优化,除非有明确的性能需求和证据表明这种优化是必要的。
2023-03-30 上传
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