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我现在意识到,在我的许多代码中,我会有 2 或 3 个这样的函数:
void swap(int* a, int* b)
{
int t = *a;
*a = *b;
*b = t;
}
每个都有自己的指针类型。我想知道的是,是否有一种方法可以交换数组的两个元素,例如,无论数组类型如何?
最佳答案
是的,但是你必须告诉 swap
代码元素有多大:
void generic_swap(void *v1, void *v2, size_t size)
{
char temp[size];
memmove(temp, v1, size);
memmove(v1, v2, size);
memmove(v2, temp, size);
}
这使用 VLA(可变长度数组——C99 的一个特性和 C11 的一个可选特性)作为临时空间。本地数组 temp
的大小在运行时由函数参数 size
控制。如果您不相信您的用户不会请求交换数兆字节的数据,您可以改用动态内存分配,或者仅在大小大于 1 KB 时才使用动态内存分配。
或者:
void generic_swap(void *v1, void *v2, size_t size)
{
size_t chunk = (size > 1024) ? 1024 : size;
size_t offset = 0;
char *s1 = v1;
char *s2 = v2;
char temp[chunk];
while (size > 0)
{
size_t length = (size > chunk) ? chunk : size;
memmove(temp, s1 + offset, length);
memmove(s1 + offset, s2 + offset, length);
memmove(s2 + offset, temp, length);
size -= length;
offset += length;
}
}
或者:
void generic_swap(void *v1, void *v2, size_t size)
{
void *v3 = malloc(size);
if (v3 != 0)
{
memmove(v3, v1, size);
memmove(v1, v2, size);
memmove(v2, v3, size);
free(v3);
}
}
循环版本避免了动态内存分配的开销,并且不会比在三个操作中全部复制慢多少。有多种方法可用于调整循环代码——另请参阅 comments 的 rici,了解如果您发现交换代码是瓶颈时可以优化它的其他方法。您可以自由选择小于 1024 字节的大小; 64 或 128 也可能是可行的,并且您不一定需要函数中的 VLA。
交换两个整数:
int i = 37;
int j = 99;
swap_generic(&i, &j, sizeof(i));
交换两个 char
数组:
char data[80] = "A tabloid writer's nightmare on steroids";
char info[80] = "Obsequiousness will get you nowhere fast";
swap_generic(data, info, sizeof(data));
等等。请注意,数组的大小必须相同——或者更准确地说,您指定的大小必须是较小的数组的大小,以确保安全。
如果您乐于过危险的生活,您可以使用 memcpy()
而不是 memmove()
— 尽管危险在这种情况下是有限的。 (如果你将一个对象与其自身交换,你会调用未定义的行为。否则,它是安全的。)使用 memmove()
总是有效;使用 memcpy()
通常有效。我更喜欢“总是”而不是“大部分”。
编译,例如:
gcc -O3 -g -std=c11 -Wall -Wextra -Werror -DUSE_GENSWAP_3 swap89.c -o swap89
当使用 Valgrind 运行时,代码得到了一个干净的健康证明。
代码:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#if !defined(USE_GENSWAP_1) && !defined(USE_GENSWAP_2) && !defined(USE_GENSWAP_3)
#define USE_GENSWAP_1
#endif
extern void generic_swap(void *v1, void *v2, size_t size);
#ifdef USE_GENSWAP_1
void generic_swap(void *v1, void *v2, size_t size)
{
char temp[size];
memmove(temp, v1, size);
memmove(v1, v2, size);
memmove(v2, temp, size);
}
#endif
#ifdef USE_GENSWAP_2
void generic_swap(void *v1, void *v2, size_t size)
{
size_t chunk = (size > 1024) ? 1024 : size;
size_t offset = 0;
char *s1 = v1;
char *s2 = v2;
char temp[chunk];
while (size > 0)
{
size_t length = (size > chunk) ? chunk : size;
memmove(temp, s1 + offset, length);
memmove(s1 + offset, s2 + offset, length);
memmove(s2 + offset, temp, length);
size -= length;
offset += length;
}
}
#endif
#ifdef USE_GENSWAP_3
void generic_swap(void *v1, void *v2, size_t size)
{
void *v3 = malloc(size);
if (v3 != 0)
{
memmove(v3, v1, size);
memmove(v1, v2, size);
memmove(v2, v3, size);
free(v3);
}
}
#endif
static size_t min_len(size_t x, size_t y) { return (x < y) ? x : y; }
static void dump_long_buffer(const char *tag, size_t length, char buffer[length])
{
int maxpadlen = strlen(tag) + sizeof(" = ") - 1;
printf("%s = ", tag);
size_t offset = 0;
int padlen = 0;
while (length > 0)
{
int linelen = min_len(length, 80 - maxpadlen - sizeof("[]\n"));
printf("%*s[%.*s]\n", padlen, "", linelen, buffer + offset);
offset += linelen;
length -= linelen;
padlen = maxpadlen;
}
}
int main(void)
{
int i = 37;
int j = 99;
printf("i = %d; j = %d\n", i, j);
generic_swap(&i, &j, sizeof(i));
printf("i = %d; j = %d\n", i, j);
char data[80] = "A tabloid writer's nightmare on steroids";
char info[80] = "Obsequiousness will get you nowhere fast";
printf("data = [%s]\ninfo = [%s]\n", data, info);
generic_swap(data, info, sizeof(data));
printf("data = [%s]\ninfo = [%s]\n", data, info);
char maxibuff1[2560];
char maxibuff2[2560];
for (size_t k = 0; k < sizeof(maxibuff1); k++)
{
maxibuff1[k] = k % 64 + '!';
maxibuff2[k] = 'z' - k % 64;
}
/* The aligned output is mostly the result of serendipity */
dump_long_buffer("maxibuff1", sizeof(maxibuff1), maxibuff1);
dump_long_buffer("maxibuff2", sizeof(maxibuff2), maxibuff2);
generic_swap(maxibuff1, maxibuff2, sizeof(maxibuff1));
dump_long_buffer("maxibuff1", sizeof(maxibuff1), maxibuff1);
dump_long_buffer("maxibuff2", sizeof(maxibuff2), maxibuff2);
return 0;
}
示例输出(每个算法的结果相同):
i = 37; j = 99
i = 99; j = 37
data = [A tabloid writer's nightmare on steroids]
info = [Obsequiousness will get you nowhere fast]
data = [Obsequiousness will get you nowhere fast]
info = [A tabloid writer's nightmare on steroids]
maxibuff1 = [!"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]^_`]
[!"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]^_`]
…
[!"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]^_`]
maxibuff2 = [zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba`_^]\[ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@?>=<;]
[zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba`_^]\[ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@?>=<;]
…
[zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba`_^]\[ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@?>=<;]
maxibuff1 = [zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba`_^]\[ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@?>=<;]
[zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba`_^]\[ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@?>=<;]
…
[zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba`_^]\[ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA@?>=<;]
maxibuff2 = [!"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]^_`]
[!"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]^_`]
…
[!"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]^_`]
关于c - C中的通用数组元素交换,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/50559106/
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