Was ist ein Standard-Swap?
In der Computerprogrammierung und in der Informatik ist ein Standard-Swap eine Situation in einem Programm, in der zwei Variablen ihre Werte austauschen müssen und die Erstellung einer dritten Variablen als Vermittler erforderlich ist, wenn die Werte übertragen werden. Ein Standard-Swap ist ein Programmierparadigma, das heißt, er kann auf jede Situation angewendet werden, in der zwei Datenelemente ausgetauscht werden müssen, und ist nicht an einen Datentyp oder eine Programmiersprache gebunden. Es gibt viele Fälle in Programmen, in denen Werte ausgetauscht werden müssen, aber es ist häufig eine Standardkomponente in Auflistungen und Arrays, wenn Sortieralgorithmen verwendet werden, bei denen Elemente von einem Index in einen anderen verschoben werden müssen, wobei eine temporäre Variable zum Speichern der Werte verwendet wird Wert wird getauscht. Aus Hardware-Sicht kann ein Standard-Swap eine unterstützte Low-Level-Prozessorfunktion für einige skalare Datentypen sein, z. B. Ganzzahlen. Das bedeutet, dass der Zwischenwert nicht im Arbeitsspeicher (RAM) erstellt werden muss, um zwei Zahlen auszutauschen.
Das Konzept eines Standard-Swaps kann mit den Variablen A und B gesehen werden; am Ende eines Standard-Swaps sollte B gleich A sein und A sollte gleich B. Wenn ein Programm einfach B zu A zuweist, geht der Wert von A verloren und kann später nicht B zugewiesen werden. Dies erfordert die Verwendung von a Temporäre Variable, die den Wert von A enthält, während B A zugewiesen wird. Der letzte Schritt besteht darin, B den Wert der temporären Variablen zuzuweisen und den Swap abzuschließen.
Eine sehr häufige Anwendung für einen Standard-Swap ist die Verwendung eines Sortieralgorithmus für ein Array oder eine Sammlung. Wenn ein Sortieralgorithmus festgestellt hat, dass die Daten im Array Index 1 mit den Daten im Index 10 ausgetauscht werden müssen, kann ein Standardaustausch der Daten durchgeführt werden. Dies kann mit Hilfe von Zeigerreferenzen in Sprachen wie C außerordentlich schnell geschehen.
In einigen objektorientierten Programmiersprachen kann es zu Komplikationen kommen, wenn zwei Objektinstanzen ausgetauscht werden müssen. In einigen sehr seltenen Fällen wird durch einfaches Austauschen der Objektreferenzen kein tatsächlicher Austausch initiiert. Stattdessen können die Objekte nur ausgetauscht werden, indem die internen Daten Feld für Feld zwischen den beiden Objekten und der temporären Objektvariablen geklont werden.
Es gibt eine Technik, die technisch verwendet werden kann, um einen Standard-Swap unter Verwendung des Exklusiv- oder (XOR-) logischen Operators durchzuführen. Ein XOR-Tausch beruht auf der Tatsache, dass bei der Berechnung von zwei Bits mit XOR im Wesentlichen eine Maske erstellt wird, die mit einem oder beiden Operatoren umgekehrt werden kann. Auf diese Weise können zwei Variablen, A und B, vertauscht werden, indem zuerst eine Maske mit einem XOR der beiden Variablen erstellt und dann mit XOR zuerst der Wert für B und dann der Wert für A demaskiert wird Bei der Erstellung einer temporären Variablen wird auch nicht in allen Fällen ein Swap durchgeführt, insbesondere wenn A und B gleich sind und in Fällen, in denen die Compileroptimierung die tatsächliche Operation ändern könnte.