¿Qué es un intercambio estándar?

En programación de computadoras y ciencias de la computación, un intercambio estándar es una situación en un programa en el que dos variables necesitan intercambiar sus valores, lo que requiere la creación de una tercera variable para actuar como intermediario cuando se transfieren los valores. Un intercambio estándar es un paradigma de programación, lo que significa que se puede aplicar a cualquier situación en la que se deban intercambiar dos datos, y no está vinculado a ningún tipo de datos o lenguaje de programación. Hay muchas instancias en programas en los que los valores deben intercambiarse, pero a menudo es un componente estándar en colecciones y matrices cuando se usa con algoritmos de clasificación que deben mover elementos de un índice de la colección a otro, utilizando una variable temporal para contener el valor. valor intercambiado. Desde una perspectiva de hardware, un intercambio estándar puede ser una función de procesador de bajo nivel compatible para algunos tipos de datos escalares, como los enteros, lo que significa que no es necesario crear el valor intermedio en la memoria de acceso aleatorio (RAM) para intercambiar dos números.

El concepto de un intercambio estándar se puede ver con las variables A y B; al final de un intercambio estándar, B debería ser igual a A, y A debería ser igual a B. Si un programa simplemente asigna B a A, entonces el valor de A se perderá y no podrá asignarse más tarde a B. Esto requiere el uso de un variable temporal que mantendrá el valor de A mientras B se asigna a A. El paso final es asignar el valor de la variable temporal a B, completando el intercambio.

Una aplicación muy común para un intercambio estándar es cuando se usa un algoritmo de clasificación en una matriz o colección. Si un algoritmo de clasificación ha determinado que los datos en la matriz Índice 1 deben intercambiarse con los datos en el Índice 10, entonces se puede realizar un intercambio estándar de los datos. Esto se puede hacer excepcionalmente rápido utilizando referencias de puntero en lenguajes como C.

Puede ocurrir una complicación en algunos lenguajes de programación orientados a objetos cuando se necesitan intercambiar dos instancias de objetos. En algunos casos muy raros, simplemente intercambiando las referencias de objetos no se iniciará un intercambio real. En cambio, la única forma de intercambiar los objetos es clonar los datos internos, campo por campo, entre los dos objetos y la variable de objeto temporal.

Existe una técnica que técnicamente se puede utilizar para realizar un intercambio estándar utilizando el operador lógico exclusivo o (XOR). Un intercambio XOR se basa en el hecho de que, cuando se calculan dos bits con XOR, esencialmente crearán una máscara que se puede revertir con uno o ambos operadores. De esta forma, se pueden intercambiar dos variables, A y B, primero creando una máscara con un XOR de las dos variables, luego usando XOR para desenmascarar primero el valor de B y luego el valor de A. Desafortunadamente, aunque este método evita la creación de una variable temporal, tampoco hará un intercambio en todos los casos, específicamente cuando A y B son iguales entre sí y en los casos en que la optimización del compilador podría cambiar la operación real.