【C++】7.表达式[深蓝学院C++第5章]

前言

 

一.表达式基础

表达式由一个到多个操作数组成，可以求值并（通常会）返回求值结果

1.1引入

最基本的表达式：变量、字面值

表达式一般会包含操作符（运算符）

操作符的特性：

（1）接收几个操作数

（2）操作数的类型——类型转换，如整型+浮点型

（3）操作数是左值还是右值

（4）结果的类型

（5）优先级与结合性，可以通过小括号来改变运算顺序

（6）操作符的重载——用在类上，不改变接收操作数的个数、优先级与结合性

操作数求值顺序的不确定性，如fun(x=x+1,x=x+1);

1.2左值和右值

参考资料：https://zhuanlan.zhihu.com/p/526034602

 

在 c 中，左值指的是既能够出现在等号左边也能出现在等号右边的变量(或表达式)，右值指的则是只能出现在等号右边的变量(或表达式). 

C++标准委员会把所有表达式分为两种类型：泛左值glvalue和右值rvalue

泛左值可以分为左值lvalue和将亡值xvalue

右值可以分为纯右值prvalue和将亡值xvalue

左值lvalue：可以取地址的值，或者说是具有名称的值

纯右值prvalue：不能取地址的值，或者说是没有名称的值。包括字面值、算数表达式、lambda表达式、栈上的匿名对象、后置自增和自减表达式、函数返回值

将亡值xvalue是即将销毁的值

1.3左值、右值和引用

T&,左值引用；T&&,右值引用；都必须在声明时初始化。

左值引用是地址，右值引用也是地址，都必须在声明时初始化。

1.4左右值引入的类型转换

常用的类型转换有dynamic_cast、static_cast、reinterpret_cast、const_cast，

引入左右值引用之后多了两个类型转换的方式：std::move和std::forward(暂略)，

std::move是C++11引入的移动构造函数，默认移动构造函数会执行浅拷贝操作，与拷贝构造函数不同的是，前者会在拷贝结束后把源对象内的指针置空。

因此，所谓移动，就是指将其他对象在堆上拥有的内存资源“移为己用”。

 

1.5算术运算符

共分为三个优先级：

（1）+、-，代表正负

（2）*、/、%，乘除取余

（3）+、-，二元加减

均为左结合

一元+操作符会产生取整效果,short x=0;auto y=+x; y的类型是int

整数相除会产生整数、向0取整

取余只能接受整数类型操作数，结果的符号与第一个操作数相同

满足(m/n)*n+m%n==m

1.6逻辑与关系操作符

关系操作符接收算数或指针类型的操作数，如大于小于等；逻辑操作符接收可转换为bool值的操作数；

操作数与结果均为右值，类型为bool；

除逻辑非外，其他操作符都是左结合的；

逻辑与、逻辑或具有短路特性；

逻辑与的优先级高于逻辑或；

一般不能讲关系操作符串联；

不要写val==true这种代码；int a = 3，a==true?等价于 a == 1?,结果是不成立

C++20引入的操作符spaceship operator <=>:

auto res = (a <=> b);

res>0 说明a>b,

res<0说明a<b

res==0说明a==b

spaceship operator产生的结果：

（1）std::strong_ordering是三路比较的结果类型，分别为greater、less、equal、等价，隐含可替换性、即可以替换大小比较；

（2）std::weak_ordering是三路比较的结果类型，没有equal，只是等价，不完全相同，如长宽不同但面积相同的情况；

（3）partial_ordering，当存在一些不可比较的情况时，如和NaN比较时，结果可能是std::partial_ordering::unordered

 1.7位操作符

~按位取反

&按位与

|按位或

^按位异或

1.接收右值，进行位运算，返回右值

2.除取反外，其他运算符均为左结合

3.注意计算过程中可能会涉及到的intergal promotion，如对char取反时会进行static_cast<int>转换

4.注意没有短路逻辑

5.移位操作在一定情况下等价于乘/除2，但速度更快

6.注意整数的符号位与位操作符的相关影响

（1）intergral promotion会根据整数的符号影响其结果

（2）右移保持符号，但左移不能保证

 1.8赋值操作符

左操作数为可修改左值；右操作数为右值，可以转换为左操作数的类型，

赋值操作符是右结合的，x=y=3，这样写是合理的，从右往左算，

求值结果为左操作数,(x=5)=2;这样写也是可以的，

可以引入大括号（初始化列表）以防止收缩转换（ narrowing conversion ），如short x = 0x8000 0001;后x=1；而加大括号后会编译报错

小心区分 = 与 ==

复合赋值运算符，*=  /=  +=  -=等等

 1.9自增自减运算符

 ++; --

分前缀与后缀两种情况，取值前运算还是取值后运算

操作数为左值；前缀时返回左值，因为需要返回历史值；后缀时返回右值，因为此时可以返回最新值

建议使用前缀形式

 1.10其他操作符

 成员访问操作符，.与->

（1）.的左操作数是对象

（2）->的左操作数是指针，等价于(*ptr).

条件操作符?:

（1）唯一的三元操作符

（2）接收一个可转换为bool的表达式与两个类型相同的表达式，只有一个表达式会被求值

（3）如果表达式均是左值，那么就返回左值，否则返回右值

（4）右结合

逗号操作符

（1）确保操作数会被从左到右求值

（2）求值结果为右操作数

（3）左结合

sizeof操作符

（1）操作数可以是一个类型或一个表达式

（2）并不会实际求值，而是返回相应的尺寸

其他操作符：

（1）域解析运算符::

（2）函数调用操作符()

（3）索引操作符[]

（4）抛出异常操作符 throw