第 4 章:表达式

  1. 粗略的把左值和右值理解成:左值是对象本身,右值是对象的值。操作左值就是用了对象本身,修改左值就是修改了对象本身的内容,返回左值就是把操作后的对象返回。操作右值是操作对象值的拷贝,不会修改对象本身,返回右值就是把值返回,而不返回对象本身。因此:

    • 赋值运算是要修改对象本身的,所以它接受的是左值,操作完毕之后返回的也是左值。
    • 取址符只需要拿到对象本身的地址的值就好,所以接受的是左值,但是返回的是右值。
    • 前置递增递减运算符是要作用于对象本身且返回操作后的值,所以接受和传出的都是左值。
    • 后置递增递减运算符也是要作用于对象本身,所以接受左值,但是返回的是旧值,所以传出的是右值。
    • 解引用、下标运算符接受和传出的都是左值。
    • 算数运算符 + - * / % 的运算对象和求值结果都是右值。
  2. 大部分运算符不规定运算对象按什么顺序求值,例如 s = f1() * f2(),我只知道 s 拿到的是两个值的乘积,但是不知道先求 f1() 还是先求 f2()。所以, 当 f1()f2() 会互相影响的时候,该语句的结果就是未定义的。还有一个经典的例子:

    int i = 0;
    int x = i + (++i) + (i++);
    cout << x << ' ' << i << endl;
    

    猜一下 x 结果是多少?如果先计算 i++ 的话,那么返回 0,但是此时 i = 1。然后再计算 i++,返回 2,最后该表达式的值是 2 + 2 + 0 = 4i 的值是 2。但是如果是另一个顺序,表达式的值就是 0 + 1 + 1 = 2。不同的编译器会有不同的结果,所以这么写是自己给自己挖坑啊!

  3. &&||?:, 这四个运算符明确了运算对象的求值顺序。&& 规定先计算左侧运算对象的值,只有当左侧运算对象的值为真的时候才继续计算右侧运算对象的值,否则返回 false|| 规定先计算左侧运算对象的值,只有当左侧运算对象的值为假的时候才继续计算右侧运算对象的值,否则返回 true&&|| 这种一旦能确定表达式的值就不再往后运算的策略称为短路求值。?: 规定先计算左侧运算对象的值,当左侧运算对象的值为真的时候计算中间运算对象的值并返回,当左侧运算对象的值为假的时候计算右侧运算对象的值并返回。, 规定从左到右计算运算对象的值,只保留并返回最右侧运算结果。

  4. C++11 标准规定整数求商一律向 0 取整。也就是说正数向下取整,负数向上取整。

  5. 在不溢出的情况下,-(m/n) = (-m)/n = m/(-n)(-m)%n = -(m%n)m%(-n) = m%n

  6. 赋值运算符 = 在赋值成功后会返回赋之后的值,赋值失败后返回 false

  7. 在不需要旧值的时候使用后置递增、递减运算符是一种资源的浪费,还会影响性能。所以建议养成使用前置递增、递减运算符的好习惯,除非必须要使用到旧值。

  8.  cout << ((grade<60) ? "fail" : "pass"); // 正确:输出 pass 或者 fail
     cout <<  (grade<60) ? "fail" : "pass";  // 警告:输出 1 或者 0
     cout <<    grade<60 ? "fail" : "pass";  // 错误:不能比较 cout 对象和 60 
    

    条件运算符的优先级很低,所以在输出表达式中要记得在外层套一个括号。否则会发生意想不到的事情:第二行的执行顺序是

    cout << (grade<60);      // 输出 1 或者 0
    cout ? "fail" : "pass";  // 当成功输出的时候 cout 为 true,然后返回 "fail" 
                             // 但是由于无人接收所以被丢弃了
    

    第三行的执行顺序是

    cout << grade; // 输出 grade 的值
    (cout < 60) ? "fail" : "pass";  // 然后比较 cout 与 60,不能比!
    
  9. ~操作符代表按位求反。

  10. 强烈建议仅将位运算符用于处理无符号类型,因为有符号类型的首位是符号为,这个符合位如何处理在不同的平台上有不同的表现。

  11. 强制类型转换有 static_castdynamic_castconst_castreinterpret_cast 四种。
    static_cast 适用于所有不包含底层 const 的类型转换,而且在使用的时候有很强烈的程序员告知编译器”这么做是我所愿意的“的意味。所以在精度损失的时候编译器不会提醒,因为编译器认为程序员有足够的把握了。一个重要的用途是把 void * 指针转型为任意类型的合法指针,前提是我们清楚所指的对象的类型。例如:

    double dval = 3.14;
    void *p = &dval;
    double *dp = static_cast<double *> (p); // 👌
    

    dynamic_cast 占坑

    const_cast 用来改变运算对象的底层 const 特性。例如,可以通过它来强行消除一个对象的底层 const 性质,但是注意返回了右值:

    const int ca = 3;
    const int *pca = &ca;
    int *a = const_cast<int *> (pca);
    *a = 2;
    cout << ca << ' ' << *a << endl; // 3 2
    

    上面的 ca 并不会被改变,因为 const_cast 返回右值,a 指向了新的一块内存。
    const_cast 最有用的地方是函数重载。看下面个函数:

    const string &shorterString(const string &s1, const string &s2)
    {
        return s1.size() < s2.size() ? s1 : s2;
    }
    

    该函数既可以接受常量实参,又可以接受非常量实参。对函数形参使用 const 引用能够避免函数对实参进行拷贝,节省不必要的时间占用。但是你会发现,这样子写的话,函数一定会返回一个 string 的常量引用,不管传入函数的实参是否为常量。如果我们想要让函数返回的类型与实参类型相符,那么我们可以在返回的时候强行剥夺 const 属性:

    string &shorterString(string &s1, string &s2)
    {
        auto &r = shorterString(const_cast<const string&> (s1),
                                const_cast<const string&> (s2));
        return const_cast<string &> (r);
    }
    

    首先将实参强制转换成对 const 的引用,然后对返回的引用强行剥夺它的底层 const 属性 (记住常量引用是底层 const)。

    reinterpret_cast 为运算对象的位模式提供较低层次上的重新解释。例如:

    int *ip;
    char *cp = reinterpret_cast<char *> (ip);
    

    上面的 ip 是一个整形指针,cp 是一个字符指针,但是 cp 指向的却是一个整形。所以后面解引用 cp 的时候,拿到的是 int 而不是 charreinterpret_cast 并不建议一般人使用,只有精通编译器的人才能正确使用。

  12. 除非必要,否则不建议使用强制类型转换。

  13. 整形提升用于把小整数类型转换成较大的整数类型:bool char signed char unsigned char short unsigned short 在能存的下的前提下将提升至 int,如果放不下那就提升至 unsigned int。较大的 char 类型 (wchar_t char16_t char32_t)提升至 int unsigned int long unsigned long long long unsigned long long 中能够容纳的最小的类型。

  14. 当表达式中既有浮点类型也有整数类型时,整数值将转换成相应的浮点类型。

  15. 当某一个运算对象的类型是无符号类型,那么转换的结果依赖于机器中各个整数类型的相对大小。

    • 首先执行整数提升,如果提升后的类型匹配,那么就到此为止,如果类型不匹配但符号相同 (要么都带要么都不带),则小类型转换成大类型。
    • 如果一个运算对象是无符号类型,另一个是带符号类型,而且无符号类型大于等于带符号类型,例如 u40 - 13,那么带符号类型将转为无符号类型,这个时候如果带符号类型是负数,那么后果自负。如果带符号类型大于无符号类型,如 u40 - 42,那么此时转换结果依赖于机器。如果无符号类型的值能够存进该带符号类型中,那么无符号类型转为带符号类型;如果放不下的话,那么带符号类型转为无符号类型。
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