关于变量互换效率的探讨
关于变量交换效率的探讨
我们知道，在C语言中函数形参总是实参的复制，因此如果想用函数来实现两个数的交换，则需要使用指针（或者引用，引用在c++中才可以用，这里不予讨论）。
那么，实现数值交换至少有两种方法：1.通过指针交换两个变量内存中的数据。2.通过指针的指针（暂称为二元指针）来改变指针的指向实现简介的交换，简单来说就是：
第一种方法：
第二种方法：
我个人直观上认为，通过改变指针的指向不一定比替换对应内存中的数据要快。因为：假设指针变量占用4个字节的内存（实际上在我电脑上确实是这样），而除了double或者自己定义的类型外，int，float，char的存储空间都要小于4个字节。指针变量本质上也是一种变量，改变指针的指向实际上是改变指针变量存储的数值，也就是需要替换4个字节，因此原则上，对于int等长度少于4字节的变量，改变指针指向的方法来实现变量交换效率反而相对较低：但是实验结果却不是这样，如下：
输出结果如下：
对换存储位置的互换时间平均为：0.479000ms
对换存储位置的互换时间平均为：0.428000ms
可见，对于4字节的变量，通过改变指针指向的方式效率还是相对要高（这里，int*和int都占用4字节）。
但是对于double形来说：
对换存储位置的互换时间平均为：0.504000ms
对换存储位置的互换时间平均为：0.463000ms
采用替换指针指向的方式效率更是提高了。
那么，替换指针指向的原理到底是什么？难道不是替换指针变量的值么？改变指针变量值不需要4个字节的替换？
此外，网上通常说，位运算要相对比代数运算效率高，因此这里夜做了实验：
输出结果为：
互换时间平均为：183.542000ms
互换时间平均为：248.888000ms
所以，位运算虽然使代码简介，并不必引入新的变量，但是其效率并不会提高，对么？
------解决思路----------------------
不是变量类型字节越少越快！！ 32位下一次读写是4个字节
在MFC里一般都用BOOL（其实就是int）来代替bool就是为了效率更高
另外如果再送楼主2种交换a与b的方法；
方法一：
a=a+b;
b=a-b;
a=a-b;
方法二：
a=a^b;
b=a^b;
a=a^b;
如果你不想用引用传入函数，那你就用指针操作用上面两种方法也行
本帖最后由 guoguo1127 于 2015-11-07 20:34:30 编辑
本人刚刚开始学习C语言不久，有一些想法向大神们请教。我们知道，在C语言中函数形参总是实参的复制，因此如果想用函数来实现两个数的交换，则需要使用指针（或者引用，引用在c++中才可以用，这里不予讨论）。
那么，实现数值交换至少有两种方法：1.通过指针交换两个变量内存中的数据。2.通过指针的指针（暂称为二元指针）来改变指针的指向实现简介的交换，简单来说就是：
第一种方法：
1 int swap(int* pa,int* pb)
2 {
3 int tmp;
4 tmp=*pa;
5 *pa=*pb;
6 *pb=tmp;
7 }
第二种方法：
1 int swap(int** pa,int** pb)
2 {
3 int* tmp;
4 tmp=*pa;
5 *pa=*pb;
6 *pb=tmp;
7 }
我个人直观上认为，通过改变指针的指向不一定比替换对应内存中的数据要快。因为：假设指针变量占用4个字节的内存（实际上在我电脑上确实是这样），而除了double或者自己定义的类型外，int，float，char的存储空间都要小于4个字节。指针变量本质上也是一种变量，改变指针的指向实际上是改变指针变量存储的数值，也就是需要替换4个字节，因此原则上，对于int等长度少于4字节的变量，改变指针指向的方法来实现变量交换效率反而相对较低：但是实验结果却不是这样，如下：
1 #include<stdio.h>
2 #include<time.h>
3 int main()
4 {
5 time_t bg,ed;
6 int a=10,b=20,i;
7 int* pa,*pb;
8 pa=&a;pb=&b;
9 void uswap(int *pa,int*pb )
10 {
11 int tmp;
12 tmp=*pa;
13 *pa=*pb;
14 *pb=tmp;
15 }
16 void uswap2(int **pa, int**pb)
17 {
18 int *pptmp;
19 pptmp=*pa;
20 *pa=*pb;
21 *pb=pptmp;
22 }
23 bg=clock();
24 for(i=0;i<20000;i++)
25 {
26 uswap(pa,pb);
27 }
28 ed=clock()-bg;
29 printf("对换存储位置的互换时间平均为：%fms\n",(double)ed*1000/CLOCKS_PER_SEC);
30 bg=clock();
31 for(i=0;i<20000;i++)
32 {
33 uswap2(&pa,&pb);
34 }
35 ed=clock()-bg;
36 printf("对换存储位置的互换时间平均为：%fms\n",(double)ed*1000/CLOCKS_PER_SEC);
37 }
输出结果如下：
对换存储位置的互换时间平均为：0.479000ms
对换存储位置的互换时间平均为：0.428000ms
可见，对于4字节的变量，通过改变指针指向的方式效率还是相对要高（这里，int*和int都占用4字节）。
但是对于double形来说：
对换存储位置的互换时间平均为：0.504000ms
对换存储位置的互换时间平均为：0.463000ms
采用替换指针指向的方式效率更是提高了。
那么，替换指针指向的原理到底是什么？难道不是替换指针变量的值么？改变指针变量值不需要4个字节的替换？
此外，网上通常说，位运算要相对比代数运算效率高，因此这里夜做了实验：
1 #include<stdio.h>
2 #include<time.h>
3 int main()
4 {
5 time_t bg,ed;
6 int a=10,b=20,i;
7 int* pa,*pb;
8 pa=&a;pb=&b;
9 void uswap(int *pa,int*pb )
10 {
11 int tmp;
12 tmp=*pa;
13 *pa=*pb;
14 *pb=tmp;
15 }
16 void uswap2(int *pa, int*pb)
17 {
18 *pa^=*pb;
19 *pb^=*pa;
20 *pa^=*pb;
21 }
22 bg=clock();
23 for(i=0;i<20000000;i++)
24 {
25 uswap(pa,pb);
26 }
27 ed=clock()-bg;
28 printf("互换时间平均为：%fms\n",(double)ed*1000/CLOCKS_PER_SEC);
29 bg=clock();
30 for(i=0;i<20000000;i++)
31 {
32 uswap2(pa,pb);
33 }
34 ed=clock()-bg;
35 printf("互换时间平均为：%fms\n",(double)ed*1000/CLOCKS_PER_SEC);
36 }
输出结果为：
互换时间平均为：183.542000ms
互换时间平均为：248.888000ms
所以，位运算虽然使代码简介，并不必引入新的变量，但是其效率并不会提高，对么？
------解决思路----------------------
不是变量类型字节越少越快！！ 32位下一次读写是4个字节
在MFC里一般都用BOOL（其实就是int）来代替bool就是为了效率更高
另外如果再送楼主2种交换a与b的方法；
方法一：
a=a+b;
b=a-b;
a=a-b;
方法二：
a=a^b;
b=a^b;
a=a^b;
如果你不想用引用传入函数，那你就用指针操作用上面两种方法也行