使用乘法方法交换数字在 C 中不起作用

Question

最近，我一直在C中进行编码，我试图解决一个数字交换问题。通过使用临时变量，我以更轻松的方式做到了这一点。但是我的教练告诉我使用另一种没有温度变量的方法。这是我的代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    int a,b,temp;
    printf("Enter two numbers: ");
    scanf("%d%d",&a,&b);
    printf("Entered Numbers:%d,%d \n",a,b);
    temp = a;   //This method is the easiest one.
    a = b;
    b = temp;
    printf("Numbers are swapped as: %d,%d \n",a,temp);
    a = (a*b)/a;
    b = (a*b)/b;
    printf("Numbers are swapped as: %d,%d",a,b);
    return EXIT_SUCCESS;
}

我得到的输出如下：

Enter two numbers: 50 32
Entered Numbers:50,32 
Numbers swapped with temp are: 32,50 
Numbers swapped without temp are: 50,50

有人可以猜出可能的错误吗？我相信我的数学是对的，但是为什么这样显示呢？

Answer 1

您在第二个逻辑中犯了一个愚蠢的错误，只需替换为提到的一个即可：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    int a,b,temp;
    printf("Enter two numbers: ");
    scanf("%d%d",&a,&b);
    printf("Entered Numbers:%d,%d \n",a,b);
    temp = a;   //This method is the easiest one.
    a = b;
    b = temp;
    printf("Numbers are swapped as: %d,%d \n",a,temp);
    a = a * b; //Change 1  
    b = a / b; //Change 2 
    a = a / b; //Change 3
    printf("Numbers are swapped as: %d,%d",a,b);
    return EXIT_SUCCESS;
}

Answer 2

您在交换代码中犯了一个错误：乘法方法使用3个步骤：

• 将产品 a * b 计算到 a a
• divide a a by b 中的 b ，有效地将 b 设置为 a 的原始值。
• Divide a b 纳入 a ，有效地将产品除以 a 的原始值，因此设置 a 到 b 的原始值。

这种方法的问题在于，它在许多情况下不起作用：

• 如果 b 为零，则第一部门的行为不确定，在许多情况下，
• 如果 a 为零，则 在许多情况下崩溃了。 ，第二个部门的行为不确定。
• 如果 a * b 超过类型 int 的范围，则您的行为也不确定，产生不正确的结果甚至崩溃（尝试交换 65536 和 65536 ）。

还有另一种没有临时变量的方法更安全和可靠：您可以XOR数字并再次使用XOR来检索原始值并交换它们，而不是乘以数字并分配产品。

还请注意，您的第三个 printf 语句不正确：您打印 temp 而不是 b 的值。

这是一个修改后的版本：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int a, b, temp;
    printf("Enter two numbers: ");
    if (scanf("%d%d", &a, &b) != 2)
        return EXIT_FAILURE;
    printf("Entered Numbers: %d,%d\n", a, b);
    temp = a;   //This method is the easiest one.
    a = b;
    b = temp;
    printf("Numbers are swapped with temp as: %d,%d\n", a, b);
    a = a ^ b;
    b = a ^ b;
    a = a ^ b;
    printf("Numbers are swapped with xor as: %d,%d\n", a, b);
    a = a * b;
    b = a / b;
    a = a / b;
    printf("Numbers are swapped with multiplication as: %d,%d\n", a, b);
    return EXIT_SUCCESS;
}

示例运行而无需优化：

Enter two numbers: 12 42
Entered Numbers: 12,42
Numbers are swapped with temp as: 42,12
Numbers are swapped with xor as: 12,42
Numbers are swapped with multiplication as: 42,12

Enter two numbers: 1 0
Entered Numbers: 1,0
Numbers are swapped with temp as: 0,1
Numbers are swapped with xor as: 1,0
Floating point exception: 8

Enter two numbers: 65536 65536
Entered Numbers: 65536,65536
Numbers are swapped with temp as: 65536,65536
Numbers are swapped with xor as: 65536,65536
Floating point exception: 8

相同的运行效果（ clang 或 gcc ）：

Enter two numbers: 12 42
Entered Numbers: 12,42
Numbers are swapped with temp as: 42,12
Numbers are swapped with xor as: 12,42
Numbers are swapped with multiplication as: 42,12

Enter two numbers: 1 0
Entered Numbers: 1,0
Numbers are swapped with temp as: 0,1
Numbers are swapped with xor as: 1,0
Numbers are swapped with multiplication as: 0,1

Enter two numbers: 65536 65536
Entered Numbers: 65536,65536
Numbers are swapped with temp as: 65536,65536
Numbers are swapped with xor as: 65536,65536
Numbers are swapped with multiplication as: 65536,65536

发生了什么？编译器打破了吗？可以用 goldbolt的编译器资源管理器强>和 GCC 能够识别3种交换方法，并使用4 MOV 指令生成相同的交换代码。由于第三种方法在乘法或划分失败的情况下具有未定义的行为，因此可以产生任何结果，包括预期的结果。一个公然的行为滥用案件。您的讲师应该对这一发现感到惊讶。