By Ne0 — May 20, 2024

LeetCode 面试题 16.01. 交换数字

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一、题目

编写一个函数，不用临时变量，直接交换 numbers = [a, b] 中 a 与 b 的值。

示例：

输入: numbers = [1,2]
输出: [2,1]

提示：

numbers.length == 2
-2147483647 <= numbers[i] <= 2147483647

。

二、C# 题解

恰逢前两天看到过位运算的方法，这里刚好用上了哈哈。使用异或操作可以交换两个 int 型变量的值而无需临时变量，异或满足交换律与结合律，具体运算如下：

1 ⊕ 1 = 0 1 ⊕ 0 = 1 0 ⊕ 1 = 1 0 ⊕ 0 = 0 \begin{array}{c} &1\oplus1=0\\ &1\oplus0=1\\ &0\oplus1=1\\ &0\oplus0=0\\ \end{array}1⊕1=01⊕0=10⊕1=10⊕0=0

可以发现，两个相同的数异或结果均为 0：
1 ⊕ 1 = 0 0 ⊕ 0 = 0 \begin{array}{c} &1\oplus1=0\\ &0\oplus0=0\\ \end{array}1⊕1=00⊕0=0

1/0和0异或结果均不变：
1 ⊕ 0 = 1 0 ⊕ 0 = 0 \begin{array}{c} &1\oplus0=1\\ &0\oplus0=0\\ \end{array}1⊕0=10⊕0=0

因此，对于整数 a 进行异或运算，有如下性质：
a ⊕ a = 0 a ⊕ 0 = a \begin{array}{c} a\oplus a = 0\\ a\oplus 0 = a\\ \end{array}a⊕a=0a⊕0=a

给定两个整数 a 和 b，进行如下操作：

a ′ = a ⊕ b b ′ = a ′ ⊕ b = a ⊕ b ⊕ b = a ⊕ 0 = a a ′ ′ = a ′ ⊕ b ′ = a ′ ⊕ a = a ⊕ b ⊕ a = a ⊕ a ⊕ b = 0 ⊕ b = b \begin{aligned} &a'=a\oplus b\\ &b'=a'\oplus b=a\oplus b\oplus b=a\oplus 0=a\\ &a''=a'\oplus b'=a'\oplus a=a\oplus b\oplus a=a\oplus a\oplus b=0\oplus b = b \end{aligned}a′=a⊕bb′=a′⊕b=a⊕b⊕b=a⊕0=aa′′=a′⊕b′=a′⊕a=a⊕b⊕a=a⊕a⊕b=0⊕b=b

因此，给出代码如下（很整齐的代码hh）：

public class Solution {
    public int[] SwapNumbers(int[] numbers) {
        numbers[0] = numbers[0] ^ numbers[1];
        numbers[1] = numbers[0] ^ numbers[1];
        numbers[0] = numbers[0] ^ numbers[1];
        return numbers;
    }
}