递归快速排序的奇怪输出

Question

我正在尝试在 C 中实现一个递归快速排序，它通过使用按位 XOR 操作进行所有交换。这是我到目前为止所得到的：

//bitwise recursive quicksort 
void quicksort(int *int_array,int p, int r){
    if(p<r){
            int q = part(int_array, p, r);
            quicksort(int_array,p, q-1);
            quicksort(int_array, q+1, r);
    }
}
//Partition 
int part(int *int_array, int p, int r){
    int pivot = int_array[r];
    int i = p-1;
    int j;
    for(j = p; j<=r-1; j++){
            if(int_array[j] <= pivot){
                    i++;
                    int_array[i] = int_array[i] ^ int_array[j];
                    int_array[j] = int_array[i] ^ int_array[j];
                    int_array[i] = int_array[i] ^ int_array[j];

            }
    }
    int_array[i+1] = int_array[i+1] ^ int_array[r];
    int_array[r] = int_array[i+1] ^ int_array[r];
    int_array[i+1] = int_array[i+1] ^ int_array[r];
    return i+1;
}

当我在 20 个整数的数组上运行此代码时，其中 20 个整数中有 19 个变为 0。知道为什么吗？我看不出异或交换有什么问题。任何帮助表示赞赏，谢谢！

Answer 1

XOR 交换算法在与自身交换项目时不起作用，因为任何与自身 XOR 的数字都将为 0，该算法依赖于存在两个位置。因此，在第一行之后，您刚刚擦除了值。

XOR swap algorithm:

但是，如果 x 和 y 使用相同的存储位置，则算法将失败，因为存储在该位置的值将被第一个 XOR 指令清零，然后保持为零；它不会“与自身交换”。请注意，这与 x 和 y 具有相同的值不同。只有当 x 和 y 使用相同的存储位置时才会出现问题，在这种情况下它们的值必须已经相等。

您可以对您的交换进行测试，以确保您永远不会尝试与自身交换元素：

int part(int *int_array, int p, int r){
    int pivot = int_array[r];
    int i = p-1;
    int j;
    for(j = p; j<=r-1; j++){
            if(int_array[j] <= pivot){
                    i++;
                    if(i != j) // avoid XORing item with itself
                    {
                        int_array[i] = int_array[i] ^ int_array[j];
                        int_array[j] = int_array[i] ^ int_array[j];
                        int_array[i] = int_array[i] ^ int_array[j];
                    }
            }
    }
    if(i+1 != r) // avoid XORing item with itself
    {
        int_array[i+1] = int_array[i+1] ^ int_array[r];
        int_array[r] = int_array[i+1] ^ int_array[r];
        int_array[i+1] = int_array[i+1] ^ int_array[r];
    }
    return i+1;
}