为什么在这段代码中 a 和 b 没有交换？答案

【问题标题】：Why a and b are not swapped in this code?为什么在这段代码中 a 和 b 没有交换？
【发布时间】：2016-02-28 23:33:40
【问题描述】：

代码如下：

#include <stdio.h>

union
{
    unsigned u;
    double d;
} a,b;

int main(void)
{
    printf("Enter a, b:");
    scanf("%lf %lf",&a.d,&b.d);
    if(a.d>b.d)
    {
        a.u^=b.u^=a.u^=b.u;
    }
    printf("a=%g, b=%g\n",a.d,b.d);
    return 0;
}

a.u^=b.u^=a.u^=b.u; 语句应该交换了 a 和 b if a>b，但似乎无论我输入什么，输出始终是我的输入。

【问题讨论】：

我只想说，如果可读性和可维护性对您有任何价值，您应该找到一种更简单的方法来完成这项任务。不是我知道的答案，但是...
想想工会是如何运作的，并考虑 sizeof(a.u) 与 sizeof(a.d)。
我认为（但我不确定）写入a.d 然后从a.u 读取是未定义的行为。你有优化吗？
@keithmo 我明白了，谢谢！
@immibis 我不确定。作为一个新手程序员，我只需打开 code::blocks，输入我的代码，然后按 F9。关于编译器我什么都没碰。

标签： c unions bit-fields

【解决方案1】：

在通常的环境中，数据类型'unsigned'和'double'的内存大小是不同的。这就是变量看起来没有变化的原因。

而且你不能对浮点变量使用异或交换。因为它们在内存中的表现完全不同。

【讨论】：

如果大小相同，您可以。问题是他们可能不是。

【解决方案2】：

double 很可能是 64 位，而 unsigned 只有 32 位。当你交换工会的unsigned 成员时，你只得到了doubles 的一半。

如果您将d 更改为float，或将u 更改为unsigned long long，它可能会起作用，因为它们的大小可能相同。

您还通过在没有序列点的情况下两次写入变量来导致 UB。编写 XOR 交换的正确方法是使用多个语句。

b.u ^= a.u;
a.u ^= b.u;
b.u ^= a.u;

有关为什么不使用 XOR 进行交换的更多信息，请参阅Why don't people use xor swaps?

【讨论】：

@M.M 未指定或依赖于实现，那么？
@M.M 但是由于尺寸和对齐方式不存在问题吗？如果你读的成员比你写的多，你正在访问未初始化的内存。
好的，我已经删除了有关该问题的任何内容。

【解决方案3】：

a.u^=b.u^=a.u^=b.u; 在没有序列点的情况下两次写入a.u 会导致未定义的行为。 See here 讨论此代码。

你可以写：

unsigned tmp;
tmp = a.u;
a.u = b.u;
b.u = tmp;

这将交换a.u 和b.u。但是，如果 double 在您的系统上是比 unsigned 更大的类型（常见情况），这可能无法实现交换两个双精度的目标。

【讨论】：

他使用联合的全部意义在于他可以使用异或交换而不是临时变量。
@Barmar 那么他运气不好