交换数字
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题目描述
Write a function to swap a number in place (that is, without temporary variables).
Example:
Input: numbers = [1,2] Output: [2,1]
Note:
numbers.length == 2
-2147483647 <= numbers[i] <= 2147483647
代码结果
运行时间: 22 ms, 内存: 16.0 MB
/*
* 思路:使用加减法交换两个变量的值,而不使用临时变量。
* 具体步骤:
* 1. a = a + b
* 2. b = a - b
* 3. a = a - b
* 尽管Java Stream不是为这种操作设计的,但我们可以使用类似的方式来交换数组中的值。
*/
import java.util.stream.IntStream;
public class SwapNumbersStream {
public static void swap(int[] numbers) {
if (numbers.length != 2) {
throw new IllegalArgumentException("Array must contain exactly two elements.");
}
numbers[0] = numbers[0] + numbers[1];
numbers[1] = numbers[0] - numbers[1];
numbers[0] = numbers[0] - numbers[1];
}
public static void main(String[] args) {
int[] numbers = {1, 2};
swap(numbers);
IntStream.of(numbers).forEach(n -> System.out.print(n + " ")); // 输出 2 1
}
}
解释
方法:
本题解采用了位运算的方法来交换两个数字,而不使用额外的临时变量。首先,通过将第一个元素加上第二个元素,并将结果存回第一个元素中,我们暂时保存了两数之和。接着,从这个和中减去第二个元素的值,得到原来第一个元素的值,存回第二个元素。最后,再从和中减去更新后的第二个元素(即原先的第一个元素)的值,得到原来第二个元素的值,存回第一个元素。这样,两个数就被交换了。
时间复杂度:
O(1)
空间复杂度:
O(1)
代码细节讲解
🦆
为什么选择使用加减运算来交换两个数字,而不是其他位运算方式例如使用异或(XOR)运算?
▷🦆
在解答中提到使用加减法来交换数字,但是否考虑了整型溢出的风险,尤其是当`numbers[0]`和`numbers[1]`接近整型边界值时?
▷🦆
这种加减法交换数字的方法在某些编程环境下是否可能由于编译器优化而导致意外的行为?
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