-
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。
-
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()
和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 = 4
,i
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! &&
、||
、?:
和,
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
。&&
和||
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。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。
在不溢出的情况下,
-(m/n) = (-m)/n = m/(-n)
,(-m)%n = -(m%n)
,m%(-n) = m%n
。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
。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。
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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!
~
操作符代表按位求反。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。
-
强制类型转换有
static_cast
、dynamic_cast
、const_cast
和reinterpret_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char
。reinterpret_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。 除非必要,否则不建议使用强制类型转换。
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。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。
-
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。
第 4 章:表达式
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