为什么使用此复合表单时,使用XOR交换值失败?
我发现这个代码使用XOR ^
操作符来交换两个数字而不使用第三个变量。
码:
int i = 25;
int j = 36;
j ^= i;
i ^= j;
j ^= i;
Console.WriteLine("i:" + i + " j:" + j);
//numbers Swapped correctly
//Output: i:36 j:25
现在我将上面的代码改为这个等效的代码。
我的代码:
int i = 25;
int j = 36;
j ^= i ^= j ^= i; // I have changed to this equivalent (???).
Console.WriteLine("i:" + i + " j:" + j);
//Not Swapped correctly
//Output: i:36 j:0
现在,我想知道, 为什么我的代码给出错误的输出?
编辑:好吧,明白了。
第一点是,显然你不应该使用这个代码。 但是,当您展开它时,它变成等同于:
j = j ^ (i = i ^ (j = j ^ i));
(如果我们使用的是更复杂的表达式,比如foo.bar++ ^= i
,那么只需要评估一次++
是很重要的,但在这里我相信它更简单。)
现在,操作数的评估顺序总是从左到右,所以首先我们得到:
j = 36 ^ (i = i ^ (j = j ^ i));
这(上面)是最重要的一步。 最后执行的XOR操作的LHS最终为36。 LHS不是“RHS评估后j
的价值”。
^的RHS评估涉及“单层嵌套”表达式,因此它变成:
j = 36 ^ (i = 25 ^ (j = j ^ i));
然后看最深的嵌套层次,我们可以替换i
和j
:
j = 36 ^ (i = 25 ^ (j = 25 ^ 36));
...变成
j = 36 ^ (i = 25 ^ (j = 61));
在RHS中对j
的赋值首先发生,但结果将在最后被覆盖,因此我们可以忽略这一点 - 在最终赋值之前没有对j
进行进一步的评估:
j = 36 ^ (i = 25 ^ 61);
这现在相当于:
i = 25 ^ 61;
j = 36 ^ (i = 25 ^ 61);
要么:
i = 36;
j = 36 ^ 36;
这成为:
i = 36;
j = 0;
我认为这一切都是正确的,并且它得到了正确的答案......如果关于评估顺序的某些细节稍微偏离了一点,请向Eric Lippert道歉:(
检查生成的IL并给出不同的结果;
正确的交换产生了一个直截了当的:
IL_0001: ldc.i4.s 25
IL_0003: stloc.0 //create a integer variable 25 at position 0
IL_0004: ldc.i4.s 36
IL_0006: stloc.1 //create a integer variable 36 at position 1
IL_0007: ldloc.1 //push variable at position 1 [36]
IL_0008: ldloc.0 //push variable at position 0 [25]
IL_0009: xor
IL_000a: stloc.1 //store result in location 1 [61]
IL_000b: ldloc.0 //push 25
IL_000c: ldloc.1 //push 61
IL_000d: xor
IL_000e: stloc.0 //store result in location 0 [36]
IL_000f: ldloc.1 //push 61
IL_0010: ldloc.0 //push 36
IL_0011: xor
IL_0012: stloc.1 //store result in location 1 [25]
不正确的交换生成此代码:
IL_0001: ldc.i4.s 25
IL_0003: stloc.0 //create a integer variable 25 at position 0
IL_0004: ldc.i4.s 36
IL_0006: stloc.1 //create a integer variable 36 at position 1
IL_0007: ldloc.1 //push 36 on stack (stack is 36)
IL_0008: ldloc.0 //push 25 on stack (stack is 36-25)
IL_0009: ldloc.1 //push 36 on stack (stack is 36-25-36)
IL_000a: ldloc.0 //push 25 on stack (stack is 36-25-36-25)
IL_000b: xor //stack is 36-25-61
IL_000c: dup //stack is 36-25-61-61
IL_000d: stloc.1 //store 61 into position 1, stack is 36-25-61
IL_000e: xor //stack is 36-36
IL_000f: dup //stack is 36-36-36
IL_0010: stloc.0 //store 36 into positon 0, stack is 36-36
IL_0011: xor //stack is 0, as the original 36 (instead of the new 61) is xor-ed)
IL_0012: stloc.1 //store 0 into position 1
很明显,第二种方法生成的代码是不正确的,因为j的旧值用于需要新值的计算中。
C#将j
, i
, j
, i
加载到堆栈上,并存储每个XOR
结果而不更新堆栈,因此最左边的XOR
使用j
的初始值。
上一篇: Why does swapping values with XOR fail when using this compound form?