C++ primer读书笔记（三）--- 表达式

• 运算符求值顺序
• 算数运算符（左结合律）
• 递增递减运算符
• 位运算符
• 运算符优先级表

运算符求值顺序

• 运算符的优先级规定了运算对象的组合方式，但是没有说明运算对象按照什么顺序求值。对于没有指定执行顺序的运算符来说，如果表达式指向并修改了同一个对象，将会引发错误并产生未定义的行为。

  int i = 0;
  cout << i << " " << ++i << endl;     //未定义的
  

  因为程序是未定义的，所以我们无法推断它的行为。编译器可能先求++i的值再求i的值，此时输出结果为1 1；也可能先求i的值再求++i的值，输出结果为0 1；甚至编译器还可能做完全不同的操作。

• 有4种运算符明确规定了运算对象的求值顺序。

  • 逻辑与&&运算符，它规定先求左侧运算对象的值，只有当左侧运算对象的值为真时才继续求右侧运算对象的值。
  • 逻辑或||运算符，当且仅当左侧运算对象为假时才对右侧运算对象求值。
  • 条件?:运算符
  • 逗号,运算符

• 运算对象的求值顺序与优先级和结合律无关，在一条形如f() + g() * h() + j()的表达式中:

  • 优先级规定，g()的返回值和h()的返回值相乘。
  • 结合律规定，f()的返回值先与g()和h()的乘积相加，所得的结果再与j()的返回值相加。
  • 对于这些函数的调用顺序没有明确规定。

  如果f、g、h和j是无关函数，它们既不会改变同一个对象的状态也不执行IO任务，那么函数的调用顺序不受限制。反之，如果其中某几个函数影响同一个对象，则它是一条错误的表达式，将产生未定义的行为。

算数运算符（左结合律）

• 整数相除结果还是整数，也就是说，如果商含小数部分，直接丢弃。

• 当计算的结果超出该类型所能表示的范围时就会 溢出

  short short_value = 32767;   //如果short类型占16位，则能表示的最大值是32767
  short_value += 1;            //该计算导致溢出
  cout << "short value: " << short_value << endl; // -32768
  

  很多系统在编译和运行时都不报溢出错误，像其他未定义的行为一样，溢出的结果是不可预知的。通常情况下该值会发生 环绕(wrapped around)。

• 除法运算中，C++11新标准规定商一律向0取整（即直接切除小数部分）。

• 如果m%n不等于0，则它的符号和m相同。 (-m)/n = m/(-n) = -(m/n) (-m)%n = -(m%n) m%(-n) = m%n

  21 % 6;    // 3
  21 / 6;    // 3
  21 % 7;    // 0
  21 / 7;    // 3
  -21 % -8;  // -5
  -21 / -8;  // 2
  21 % -5;   // 1
  21 / -5;   // -4
  

递增递减运算符

• 递增和递减运算符有两种形式：前置版本和后置版本。

  除非必要，否则不用递增递减运算符的后置版本。前置版本的递增运算符避免了不必要的工作，它把值加1后直接返回改变了运算符对象。与之相比，后置版本需要将原始值存储下来以便于返回这个为修改的内容。如果我们不需要修改前的值，那么后置版本的操作就是一种浪费。

位运算符

• 位运算符的运算对象可以是带符号的，也可以是无符号的。如果运算对象是带符号的且它的值为负，那么位运算符如何处理运算对象的“符号位”依赖与机器。而且，此时的左移操作可能会改变符号位的值，因此是一种未定义的行为。

  关于符号位如何处理没有明确的规定，所以强烈建议仅将位运算符用于处理无符号类型。

• 二进制位或者向左移动或者向右移动，移出边界之外的位就被舍弃掉了。

  • 左移运算符<<在右侧插入值为0的二进制位

  • 右移运算符>>的行为则依赖与其左侧运算对象的类型

    • 如果该运算对象是无符号类型，则在左侧插入值为0的二进制位；
    • 如果该运算对象是带符号类型，则在左侧插入符号位的副本或值为0的二进制位，如何选择要视具体环境而定。

运算符优先级表