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练习4：使用引用参数交换两个整数

任务描述

编写函数 swapValues，交换两个 int 整数变量的值。

函数必须使用非常量引用作为参数。调用函数后，实参本身的值应被交换，而不是只交换函数内部副本的值。

例如，若调用前 x = 10、y = 20，执行 swapValues(x, y) 后，应得到 x = 20、y = 10。

相关知识

引用：变量的别名

引用是已存在变量的别名，定义时必须初始化。

int x = 10;
int& ref = x;

ref = 20;  // 修改 ref，也会修改 x

引用一旦绑定到变量后不能重新绑定；对引用赋值是在修改它所绑定的变量。

引用作为函数参数

函数参数声明为 int& 时，函数可以直接修改调用者传入的变量。

void increase(int& value) {
    value += 1;
}

int score = 80;
increase(score);  // score 变为 81

与指针参数相比，引用参数在调用时不需要使用取地址运算符：

// 指针参数：swap(&x, &y)
// 引用参数：swapValues(x, y)

引用不能为空，因此本题不需要进行空指针检查。

临时变量

交换两个变量的值通常需要一个临时变量，避免第一个赋值操作覆盖原来的数据。

int temp = a;
a = b;
b = temp;

编程要求

  1. 使用 C++11 标准编写程序。
  2. 完成函数 swapValues 的函数体。
  3. 函数必须采用以下声明形式：
void swapValues(int& a, int& b);
  1. 不得使用指针参数或取地址运算符调用函数。
  2. 不得调用标准库的 std::swap。
  3. 函数调用后，a 与 b 所绑定变量的值必须互换。
  4. 在 test 函数中使用 assert 验证交换结果。
  5. 在 main 函数中调用 test 函数，并保留测试通过信息与返回语句。

待完成代码

#include <cassert>
#include <iostream>

// TODO：使用引用参数完成交换
void swapValues(int& a, int& b) {
    // TODO
}

void test() {
    int x = 10;
    int y = 20;
    swapValues(x, y);
    assert(x == 20);
    assert(y == 10);

    int a = -5;
    int b = 0;
    swapValues(a, b);
    assert(a == 0);
    assert(b == -5);

    int same1 = 42;
    int same2 = 42;
    swapValues(same1, same2);
    assert(same1 == 42);
    assert(same2 == 42);
}

int main() {
    test();
    std::cout << "本关测试通过" << std::endl;
    return 0;
}

测试说明

test 函数应至少覆盖以下三种情况：

测试项 调用前 函数调用 预期结果
两个正整数 x = 10, y = 20 swapValues(x, y) x = 20, y = 10
负数与零 a = -5, b = 0 swapValues(a, b) a = 0, b = -5
两个相同值 same1 = 42, same2 = 42 swapValues(same1, same2) 两者仍为 42

如果函数错误地采用值传递：

void swapValues(int a, int b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

则函数只能交换内部副本，调用者的变量不会改变，第一组 assert 测试将失败。

开始你的任务吧，祝你成功！