1. 概述
有时，我们可能想在代码中交换两个变量。
在本教程中，我们将根据要交换的变量类型，介绍几种不同的方法。然后，我们将测试每种方法的性能。
2. 简单方法：使用临时变量
交换两个变量的最简单方法是使用第3个变量作为临时存储：
Object a, b;
Object temp;
temp = a;
a = b;
b = temp;
这种方法特别易于阅读和理解，即使对于初学者来说也是如此，它的主要缺点是它需要一个临时变量。
我们应该记住，这种方法是唯一可以交换Object变量的方法。
2.1 为什么不换一种方法？
如果我们必须在代码中的几个点交换变量，那么创建一个像这样交换变量的方法可能听起来很有吸引力：
public void swap(Object a, Object b)
不幸的是，这在Java中不起作用，因为在方法调用期间会复制对对象的引用。
如果我们确实想要一个交换方法，必须在你的对象周围使用一个包装类并交换包装器中包含的对象：
private class Wrapper {
public String string;
}
以及交换方法：
private static void swap(Wrapper a, Wrapper b) {
String temp = b.string;
b.string = a.string;
a.string = temp;
}
使用此方法，封闭的字符串在方法返回后仍将保持交换。
3. 不使用临时变量
如果我们的变量是原始类型，我们可以找到不使用临时变量的方法来交换它们。
让我们看几个例子。
3.1 使用算术运算
我们可以用数学方法交换变量，而无需使用临时变量，方法有很多种；以下示例假设我们要交换两个整数a = 5和b = 10。
我们可以使用加法和减法来交换：
a = a + b; // a = 15
b = a - b; // b = 5
a = a - b; // a = 10
或者，我们可以使用乘法和除法：
a = a * b; // a = 50
b = a / b; // b = 5
a = a / b; // a = 10
需要注意的是，如果任何一个数字为0，此方法将不起作用，因为第一个操作会导致存储0，从而使算法的其余部分失效。此外，如果b = 0，则会因除以0而引发ArithmeticException。
我们还应该注意基本类型类型的容量，因为加法/乘法运算可能导致数字超过基本类型类型的最大值，这可能会导致交换后出现错误，而不会引发任何异常。
例如，如果a = Integer.MAX_VALUE，则交换之前a = 2147483647和b = 10，交换之后a = 10，b = -1。
如果我们使用char、byte或short类型的数据，则需要进行显式转换，因为算术运算符的结果至少在Java中是int类型的值：
a = (char)(a + b);
b = (char)(a - b);
a = (char)(a - b);
3.2 使用逻辑运算
如果我们处理的是整数数据类型(例如char、short、byte、int、long)，我们可以使用异或按位运算符(XOR)，“^”运算符将对变量的所有位进行按位异或运算：
a = a ^ b; // a = 1111 (15)
b = a ^ b; // b = 1010 (5)
a = a ^ b; // a = 0101 (10)
我们应该知道，与算术运算符一样，按位异或运算符至少返回int数据类型。因此，如果我们处理chars、bytes或shorts变量，则必须对每一行的异或结果进行强制类型转换。
3.3 单行变体
我们可以使用单行版本的交换方法来减少代码量：
b = (a + b) – (a = b);
a += b – (b = a);
a = a * b / (b = a);
a = a ^ b ^ (b = a);
这是因为表达式的求值遵循运算符的优先级，如果最初a = 5且b = 10，则最后一个表达式等价于a = 5 ^ 10 ^ (b = 5)。第一个运算(5 ^ 10)恰好是多行算法的第一行，然后我们将5赋值给b(括号优先)，最后，我们计算15 ^ 5，这恰好是算法的第三行。
4. 性能分析
我们刚刚看到，在Java中交换两个变量的方法有很多种，但哪一种效率更高呢？为了了解每种算法的性能趋势，我们执行了变量交换方法的循环，并测量了交换两个变量100000次所需的时间。我们运行了10次测试，以计算每种算法的平均执行时间。结果如下：
绝对时间在这里并不重要，因为它取决于运行测试的机器。我们只看到一些算法比其他算法慢，乘法/除法尤其如此，无论是在单行版本中还是在多行版本中，它的运行速度都明显较慢。相反，XOR算法在多行和单行版本中都是最高效的。
使用临时变量交换对象也非常有效，这是可以理解的，因为在这种情况下只需要操作指针。
5. 总结
在本文中，我们研究了如何根据变量的类型在Java中交换两个变量。
我们描述了如何交换对象，然后研究了几种交换原始类型的方法和几种算法。最后，我们分析了每种方法的性能。
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