C++基础：第五章表达式基础与详述

第五章表达式基础与详述

第1节基础：引入

表达式由一到多个操作数组成，可以求值并（通常会）返回求值结果（函数的调用是一种表达式，有时函数不会返回求值结果）

最基本的表达式：变量、字面值
通常包含操作符（运算符）

操作符的特性

接收操作数个数：一元、二元、三元
操作数的类型
操作数是左值还是右值
结果的类型
结果是左值还是右值
优先级和结合性 Operator precedence and associativity（C++ reference）可以通过小括号来改变结合顺序和优先级
操作符的重载，不改变操作数、优先级、结合性

操作符的求值顺序的不确定性

fun(x=x+1,x=x+1); 函数的两个入口参数为两个表达式，这两个表达式的执行顺序是不确定的，与编译器的选择有关

第2节基础：左值与右值

划分针对表达式，不是针对对象或数值

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expression

glvalue

rvalue

lvalue

xvalue

prvalue

左右值的转化

左值可以转换为右值
临时具体化

第3节基础：类型转换

操作符要求其操作数具有特殊的类型，或具有相同类型

隐式类型转换

自动发生
实际上是一个有限长度的转型序列

显式类型转换

显式引入
static_cast<double>(3) + 0.5; 静态，编译器执行，性能较好但安全性较差
const_cast
dynamic_cast
reinterpret_cast
C形式的类型转换（尝试上述C++形式的类型转换，有一种可以执行则返回，不建议使用，因为不可控进行哪种转换，程序不够安全）

C++不鼓励多使用显示类型转换，使用有风险

第4节详述：算术操作符

三个优先级

+ - （一元）
* / %
+ - （二元）

均为左结合

通常操作数和结果数均为算数类型的右值，但+ -与一元+均可接收指针

一元+操作符会产生 integral promotion

short x = 3;
auto  y = x;       //y short
auto  z = +x;      //z int  (integral promotion)

整数相除产生整数，向0取整

求余只接受整数作为操作数

满足（m / n）* n + m % n == m

第5节详述：逻辑与关系操作符

C++ Operator

关系操作符接收算术或指针类型操作数，逻辑操作符接收可转换为bool值的操作数

操作数和结果均为右值

除逻辑非，外其他操作符都是左结合的

逻辑与、逻辑或有短路特性

逻辑与的优先级高于逻辑或

通常来说不能将多个操作符串联

int a = 3;
int b = 4;
int c = 5;
c > b > a;    // true>a -->  1>a   返回0

spaceship操作符<=> （C++20）

if(a>b){ }
else if(a<b){ }
else{ }              // 比较a和b两次，如果a和b是比较复杂的数据结构，则性能较低

auto res = (a<=>b);
if(res==std::strong_ordering::g){ }
else(res==std::strong_ordering::less){ }
else{ }              //引入spaceship操作符，提升性能

避免value == true

第6节详述：位操作符

接收右值，进行位运算，返回右值

除取反外，其他运算符均为左结合

计算过程中可能涉及integral promotion

unsigned char x = 0xff;  //11111111
auto y = ~x;             //整形提升成int类型 00...0011111111//按位取反得到      11...1100000000  -256
signed char x = 0xff;
auto y = ~x;             //整形提升成int类型 由于是signed 补符号位//                11...1111111111//按位取反得到      00...0000000000  0

没有短路逻辑

一定情况下等于乘除以2的幂，但速度更快

右移可以保持符号（补最高位），左移不能保证

计算机内带符号数据的存储方式

正数：直接用原码表示

复数：用其正值的补码表示，即其正值的原码取反码再加1

第7节详述：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类型

赋值操作右结合的

求值结果为左操作数

可以引入大括号防止收缩转换（报错）

short x = {0x80000003}; 超出长度，报错

复合赋值运算符

x = x + 2; //赋值操作运算符优先级低于加法运算符

第8节详述：自增自减运算符

++ --

有后缀和前缀两种形式

int x = 3;
int y = x++;     //y = 3   x = 4
int z = ++x;     //z = 5   z = 5    前缀优先于赋值语句

操作数为左值，前缀返回左值，后缀返回右值

建议使用前缀形式

第9节详述：其他操作符

成员访问操作符`.`和`->，`

->等价于(*).
.左操作数为左值，则返回左值，左操作数为右值，返回值也为右值
->左操作数为指针，返回值为左值

条件操作符

唯一三元操作符
接收一个可转化为bool类型的表达式和两个类型相同的操作数或表达式
ture ? (x++) : (y++);
右结合

int res = (res>0) ? 1 : (res<0) ? -1 : 0 ;

逗号操作符

确保操作数从左到右求值
返回结果最右侧的操作数
左结合
void fun (int a,int b);此处逗号不是逗号操作符

`sizeof`操作符

操作数可以为类型或表达式

不实际求值，返回相应尺寸

其他操作符

域解析操作符 ::

函数调用操作符()

索引操作符[]

抛出异常操作符 throw