应用 XOR 交换算法时的指针问题

Question

我有一个浮点数组，我想在其中进行一些交换。所以，我在网上看了一圈，发现最有效的方法是通过异或交换XOR swap algorithm

所以我有这个代码sn-p：

  float tmp;
  tmp   = x[i];
  x[i]  = x[j];
  x[j]  = tmp;

我已经尝试将其更改为 XOR 交换方式：

  /*Made sure that address x[i] is different than the one of x[j] */
  float* a= &x[i];
  float* b= &x[j];
  a ^= b;
  b ^= a;
  a ^= b;

但我明白了：error: invalid operands to binary ^ (have ‘float *’ and ‘float *’)。

老实说，我不是这样的指针专家，有时它会让我感到困惑，所以，谁能告诉我我做错了什么。

Answer 1

编辑

简短的回答：您不能对指针执行按位运算。不幸的是，你cannot perform bitwise operations on floats, either！不要对 float 值使用 XOR 交换。

原创

评论者给了你简短的回答。现在我来回答一下长篇大论——

^ 等按位运算是为整数定义的。但是，指针不一定是整数。在实模式 x86 上，指针包含两个整数，或者在某种程度上与两个整数相关：一个段和一个偏移量 (additional info)。 更糟糕的是，这两个整数重叠，因此更改一个整数也会更改另一个整数。因此，没有单一的、明确的方式来定义^ 或其他指针的按位运算。

许多代码确实假设指针可以被视为整数，因为分段寻址不像以前那么常见。但是，C 标准仍然必须支持不太常见的架构，因此没有定义指针的按位操作。

其余编辑

我看到您链接的示例使用了指针。这是因为，在 C 中，您必须使用指针通过参数将值传回函数的调用者。 code you linked 是：

void xorSwap (int *x, int *y) {
     if (x != y) {
         *x ^= *y;
         *y ^= *x;
         *x ^= *y;
     }
 }

（enwiki，CC-BY-SA 3.0）。您可以在您的上下文中将其称为

if(x[i]!=x[j]) xorSwap(&x[i], &x[j]);

如果x 是ints 的数组，它会交换数组元素的内容，正如我想你所期望的那样。当您直接使用 XOR 交换而不是通过函数时，您根本不需要使用指针。例如：

if(x[i]!=x[j]) {
    x[i] ^= x[j];
    x[j] ^= x[i];
    x[i] ^= x[j];
}

如果x 是int 而不是float，则应该再次工作。

Answer 2

如果您使用指针执行a ^= b，您希望交换地址而不是实际值。相反，您应该使用这些值。下一个问题是你想对浮点数进行异或，这是不可能的。相反，您可以获取浮点数的单个字节并对它们进行异或：

void swap( float * one, float * two){
    unsigned char* a= (unsigned char *)one;
    unsigned char* b= (unsigned char *)two;

    for(int i = 0; i < sizeof(float); i++){
        *a ^= *b;
        *b ^= *a;
        *a ^= *b;
        a++;
        b++;
    }
}

int main(void) {
    float one = 1.0, two = 2.0;

    swap(&one, &two);
    printf("%f    %f", one, two); // prints 2.0000    1.0000
    return 0;
}

这是很多额外的工作，不值得付出努力，而且肯定会更慢。您可以对整数使用 XOR 交换，对浮点数使用临时变量进行常规交换。

Answer 3

这是正常的。

  float* a= x[i];

无效。你的浮点数组是 x。 您正在尝试从数组中获取值。 所以应该是：

float a = x[i];
float b = x[j];

如果你放一个'*'，你就创建了一个指针。 无论如何，正如Wikipedia 所示，它不应该工作。仅适用于整数。