关于C++使用位运算交换变量值的分析

1、使用临时变量交换

交换变量的值，最常见的方法就是用临时变量。

void swap1(int& a, int& b){int c = a;a = b;b = c;
}

清晰明了。

2、位运算版

对于整数类型，相信很多人都见过下面方法，可以使用位运算，从而不借用临时变量

void swap2(int& a, int& b){a ^= b;b ^= a;a ^= b;
}

逻辑上相当于

void swap2(int& a, int& b){int c = a ^ b;int d = b ^ c; 	// == b ^ (a ^ b); int e = c ^ d;  // == (a ^ b) ^ (b ^ (a ^ b));b = d;a = e;
}

根据异或性质，显然成立。
甚至能写成一行 a ^= b ^= a ^= b;

3、分析

可能有人觉得，CPU处理位运算很快，位运算版还没有使用额外变量，所以位运算版效率更高。
但是，这是错误的观念，swap2 比 swap1 效率低很多，这是因为虽然CPU处理位运算很快，但那是位运算和加减乘除比，要是和纯赋值比，你位运算还得往后稍稍，编译成汇编指令后，位运算版既要赋值，又要计算异或运算，指令数比版本1多的多。
我们来对比一下：

图中，明显能看到，位运算版实际效率很低。

其他问题

• 位运算版只能应用于整数（能进行比特异或的类型）
• 如果参数 a, b 为同一变量，则结果会出错。swap2(a, a) 或导致 a 的值变成 0。
  因此，位运算版交换 几乎没有优点可言，任何情况下，都不建议使用此方式进行变量交换。

4、通用版swap

template<typename T>
void swap(T& a, T& b){T c = std::move(a);a = std::move(b);b = std::move(c);
}

使用移动语义进行变量转移。