C/C++で第3の変数を使わずに2つの変数の値を交換する方法

はじめに

通常、C言語やC++で2つの変数の値を交換（スワップ）する際には、一時的な第3の変数が必要になります。しかし、算術演算を工夫することで、第3の変数を一切使わずに値を交換することも可能です。

以下は、その手法を用いたサンプルプログラムです。

サンプルコード

#include <stdio.h>
int main() {
    int a,b;
    printf("Enter the value of a : ");
    scanf("%d", &a);
    printf("\nEnter the value of b : ");
    scanf("%d", &b);
    a += b -= a = b - a;
    printf("\nAfter Swapping : %d\t%d", a, b);
    return 0;
}

実行結果

Enter the value of a : 23
Enter the value of b : 43
After Swapping : 4323

プログラムの解説

上記のプログラムでは、まず2つの整数型変数aとbを宣言し、実行時にユーザーからの標準入力によって動的に値を設定しています。

int a,b;
printf("Enter the value of a : ");
scanf("%d", &a);
printf("\nEnter the value of b : ");
scanf("%d", &b);

その後、わずか1行のコードで第3の変数を使用せずに2つの数値を交換しています。

a += b -= a = b - a;

処理の流れ

この複合代入式は右から左へ評価されます。具体的な処理の流れは以下の通りです。

1. a = b - a; — まずaに「b − a」の差分が代入されます。この時点でaは両者の差を保持します。
2. b -= a; — 次にbから新しいa（元のb − 元のa）を減算します。これによりbは元のaの値になります。
3. a += b; — 最後にaに新しいb（元のa）を加算します。これによりaは元のbの値になります。

例として、a=23、b=43の場合を考えてみましょう。

• a = 43 − 23 = 20
• b = 43 − 20 = 23
• a = 20 + 23 = 43

このように、加減算のみを組み合わせることで、一時変数なしで2つの変数の値を交換できます。ただし、大きな値を扱う場合は中間計算によるオーバーフローに注意が必要です。また、可読性の観点から、実際の開発現場では第3の変数を使う従来の方法が推奨されることも多い点も覚えておきましょう。