C++：在函数参数中使用++与–运算符

进行C++的学习有一段时间了，今天做练习的时候遇到了一个在函数参数中使用带有++运算符表达式的问题，稍微研究了一下发现用到的知识点还不少，挺有意思的，这里正好进行下总结扩展，顺便梳理一下最近学到的知识。由于递增运算符++与递减运算符–的机制完全一致，以下仅以++为例进行讨论，–同理。

问题

以下程序的运行结果是什么呢？

#include <iostream>
using namespace std;void foo(const int &a, const int &b, const int &c)
{cout << a << " " << b << " " << c << endl;
}int main()
{int a = 1, b = 1;foo(++a, ++a, ++a);foo(b++, b++, b++);return 0;
}

答案是4 4 4和3 2 1，有没有觉得意外呢？其实只要理解了++运算符的使用方式和C++的函数调用惯例，这个问题非常好解释。

递增运算符++

++是个神奇的一元运算符，根据它位置的不同，有前置版本和后置版本两种形式。虽然最终效果都是使变量进行自增1的运算，但是这这两种版本的返回值和执行机理却大不相同。假设我们有一个整形变量int i，根据《C++Primer》，前置版本与后置版本区别如下：

前置版本++i：首先将运算对象加1，然后将改变后的对象作为求值结果。返回值为该对象的引用，为一个左值。
后置版本i++：首先保留一个运算对象的副本，然后将运算对象加1，并将副本作为求值结果。返回值为将对象加1之前的副本临时量，为一个右值。

如此一来，数值的问题便可以解释了。

foo(++a, ++a, ++a)的每个实参位置的表达式都会使变量a递增1，同时返回对a的引用&a。实参位置上的三个++a计算完毕后有a=4，故最终传入foo的三个实参都为a的值4。
foo(b++, b++, b++)的每个实参位置的表达式都会使变量b递增1，同时返回递增之前的值的临时量。因此第一次b++使b=2的同时将b加1之前的值1作为实参传入foo，第二次b++使b=3的同时将2传入foo，第三次b++使b=4的同时将3传入foo。

问题似乎解决了，但是仔细想想还是有些奇怪：为什么foo(b++, b++, b++)的输出顺序是3 2 1呢？这说明我们实际调用的是foo(3, 2, 1)，为什么会这样呢？要解释这个问题，那就要稍微提一下C++的函数调用惯例了。

函数调用惯例

这部分内容只做大致说明，不做详细讲解，详情可参阅《程序员的自我修养》。简单来说，为了正确调用函数，函数的调用方和被调用方对于函数如何调用需要有一个明确的约定，这样的约定就称为调用惯例。调用惯例规定了许多函数调用时的规则，其中有一项与我们的问题息息相关，那就是函数参数的传递顺序。

C++默认的调用惯例是cdecl，它规定参数的传递顺序为从右至左压参数入栈。因此，foo(b++, b++, b++)实际上最先对最右边的b++表达式进行求值，然后处理中间的，最后处理最左边的，所以我们实际调用的是foo(3, 2, 1)。

这下问题总算是彻底解决了。顺便，foo(++a, ++a, ++a)的顺序当然也是从右至左的，只不过最后实参都是&a，反映不出顺序的问题罢了。

*修订：编译器有权在不致错误的情况下重新排列同一个语句中各表达式的执行顺序，因此函数实参表达式的计算并不一定是严格从右至左的，参见《Effective C++》条款17。

再顺便复习一下引用的相关知识。因为++b返回的是一个临时量右值，普通引用是绑定不了的，因此如果foo的参数类型为int&，b++这种后置递增表达式是不能当实参的。而因为常量引用具有能够绑定字面值的特殊性质，所以参数类型为const int&时可以用b++作为实参。