ITパスポート 2010年 春期 問53

変数AとBの入れ替え（TMPを使う）【ITパスポート 解説】

正解の理由

• 初めに A=1, B=2
• TMP ← A → TMP=1
• A ← B → A=2
• B ← TMP → B=1 結果：A=2, B=1（入れ替わり完了）

解法ステップ

1. 「上書きで失われる値」を確認する。ここではAの元の値が失われる危険がある。
2. 失われる前にその値を別の場所に退避（TMP ← A）する。
3. もう片方の値を上書き先に移す（A ← B）。
4. 退避しておいた値を残りの変数に戻す（B ← TMP）。
5. シンプルに、手順を符号化してシミュレーション（数値や $A_0,B_0$ を使う）して確認する。

• TMP = $A_0$
• A = $B_0$
• B = TMP = $A_0$
  → 最終的に A = $B_0$, B = $A_0$（入れ替わり成立）

選択肢別の誤答解説

• ア（TMP ← A、A ← B、B ← A）
  最後の操作で「B ← A」を行うと、Aは既にBの値に上書きされているため、Bもその同じ値（元のB）になってしまいます。結果的に両方とも元のBになり、元のAが失われます。
• ウ（TMP ← B、A ← B、B ← TMP）
  TMPにBを退避してからA ← Bを行うと、AとBはどちらも元のBの値になります。TMPにBを使っても元のAを保存していないため、元のAは失われます。
• エ（TMP ← B、A ← B、B ← A）
  TMPにBを保存しているが、最後に「B ← A」を行うとAは既にBに上書きされています。結果としてやはり両方とも同じ値（元のB）になり、元のAは失われます。

よくある誤解

• 「A ← B の後に B ← A をすれば入れ替わる」
  → 間違い。Aを先に上書きすると元のAは消えるので、B ← A はもはや元のAを取り戻せません。必ず先にどちらかを退避する必要があります。
• 矢印（←）の意味を取り違える
  → 「x ← y」は「x に y の内容を入れる（x を y で置き換える）」という意味です。左辺が書き換えられます。
• 一時変数は不要だと考える
  → 高級言語には組み込みで簡単に入れ替えられる構文（例：Pythonの A, B = B, A）がありますが、処理の本質は一時的にどちらかの値を確保することです。低級操作では一時変数が必要です。

補足コラム

• 穴埋めの例え：AとBを入れ替えるのは「コップの水を移す」ようなものです。Aの水をBに注ぐ前に、Aの水を一時的なコップ（TMP）に移しておかないと、Aの中身を失います。
• プログラミングでの簡易例（Python）：

A = 1
B = 2

# 一時変数を使う方法
TMP = A
A = B
B = TMP

# Pythonならこの一行でOK
A, B = B, A

• 一時変数を使わない数学的手法（参考）：
  • 加減法： A = A + B; B = A - B; A = A - B （数値でかつオーバーフローに注意）
  • XORスワップ（ビット演算）： A = A ^ B; B = A ^ B; A = A ^ B （数字のビット操作） ただしこれらは制約や安全面の問題（型やオーバーフロー、可読性）があります。試験では「一時変数を使う安全確実な方法」を理解しておくことが重要です。

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