在學習程序語言和進行程序設計的時候，交換兩個變量的值是經常要使用的。通常我們的做法是：定義一個新的變量，借助它完成交換。代碼如下：

int a,b,t;

a=10; b=15;

t=a; a=b; b=t;

這種算法易于理解，特別適合幫助初學者了解計算機程序的特點，是賦值語句的經典應用。在實際軟件開發當中，此算法簡單明了，不會產生歧義，便于程序員之間的交流，一般情況下碰到交換變量值的問題，都應采用此算法（以下稱為標準算法）。

標準算法最大的缺點（其實根本不算缺點）就是需要借助一個臨時變量。那么不借助臨時變量可以實現交換嗎？答案是肯定的！這里我們可以用至少三種算法來實現，他們是：
    1）算術運算
    2）指針操作
    3）位運算
    
1） 算術運算
簡單來說，就是通過+和-運算來實現。代碼如下：

int a,b;

a=10;b=12;

a=b-a;   //a=2;b=12

b=b-a;   //a=2;b=10

a=b+a;   //a=12;b=10

通過以上運算，a和b中的值就進行了交換。表面上看起來很簡單，但是不容易想到，尤其是在習慣標準算法之后。

此算法與標準算法相比，多了三個計算的過程，但是沒有借助臨時變量。（以下稱為算術算法）

2） 指針操作
對指針的操作實際上進行的是整數運算。比如：兩個int指針相減得到一個整數N，該整數表示兩個指針變量在內存中的儲存位置隔了N*sizeof(int)個字節；int指針和一個整數相加，例如“a+10”表示以a為基地址，偏移為10*sizeof(int)處的int變量。所以我們完全可以通過和算術算法類似的運算來完成指針變量值的交換，從而達到交換變量的目的。即：

int *a,*b;    

a=new int(10);        //給指針賦值

b=new int(20);        //a=0x00030828,b=0x00030840

a=(int*)(b-a);        //a=0x00000006

b=(int*)(b-int(a));   //b=0x00030828

a=(int*)(b+int(a));   //a=0x00030840

需要注意的是：最后三句話中，只有第一句是兩個指針之間的計算，其他都是指針和整數的計算，否則會導致計算錯誤，嚴重導致系統出錯。

通過以上運算a、b的地址就完成了交換，a指向了原先b指向的值，b指向原先a指向的值！

此算法同樣沒有使用第三變量就完成了值的交換，與算術算法比較它顯得不好理解，但是它有它的優點即在交換很大的數據類型時，比如說自定義的大型結構或者類，它的執行速度比算術算法快。因為它交換的時地址，而變量值在內存中是沒有移動過的。（以下稱為地址算法）

3） 位運算
通過異或運算也能實現變量的交換，這也許是最為神奇的，請看以下代碼：

int a=10,b=12;  //a=1010^b=1100;

a=a^b;    //a=0110^b=1100;

b=a^b;    //a=0110^b=1010;

a=a^b;    //a=1100=12;b=1010;

此算法能夠實現是由異或運算的特點決定的，通過異或運算能夠使數據中的某些位翻轉，其他位不變。這就意味著一個數a與任意一個給定的數b連續異或兩次，a的值不變。即：a^b^b=a。將a=a^b代入b=a^b則得b=a^b^b=a;同理可以得到a=b^a^a=b;輕松完成交換。

以上三個算法均實現了不借助其他變量來完成兩個變量值的交換，相比較而言算術算法和位算法在純C中僅能完成標準數據類型的交換，對于結構體就無能為力了；而在C++中需要使用重載操作則也可以完成復雜類型的交換；指針算法則可以輕松的實現任意數據結構的交換。

介紹這三種算法并不是要應用到實踐當中，而是為了探討技術，展示程序設計的魅力。從中可以看出，數學中的小技巧對程序設計而言具有相當的影響力，運用得當會有意想不到的神奇效果。而從實際的軟件開發看，標準算法無疑是最好的，能夠解決任意類型的交換問題。