##C++ Primer 学习笔记（第四章：表达式）

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###4.1 基础

1. 左值和右值：
   当一个对象被用作右值的时候，用的是对象的值（内容）；当对象被用作左值的时候，用的是对象的身份（在内存中的位置）。 一个重要的原则是在需要右值的地方可以用左值来代替，但是不能把右值当成左值（也就是位置）使用。当一个左值被当成右值使用时，实际使用的是它的内容（值）。

2. 使用decltype的时候，如果表达式的求值结果是左值，decltype作用于该表达式得到一个引用类型。 p的类型是int*，而*p会生成左值，多以decltype(*p)会得到引用int &。 因为取地址会生成右值，所以decltype(&p)的结果是int**。

3. 对于那些没有指定执行顺序的运算符来说，如果表达式指向并修改了同一个对象（或者执行了IO任务），将会引发错误并产生未定义的行为。例如：

int i = 0;
cout << i << " " << ++i << endl;

有4种运算符明确规定了运算对象的求值顺序：逻辑与&&（先求左侧，左侧为真再求右侧）、逻辑或||、条件运算符?:、逗号运算符,。

###4.2 算术运算符

1. 整数相除的结果还是整数，如果有小数部分直接弃除。 结果为负的商统一向0取整，即直接切除小数部分。

2. 参与取模运算%的运算对象必须是整数。 表达式(m/n)*n+m%n的结果与m相同，即m%n如果不等于0，则它的符号应该和m相同。

 -21 % -8; // -5        -21 / -8; //221 % -5; //1           21/ -5; //-4

###4.3 逻辑关系和运算符

1. 短路求值： 逻辑与（&&）：当且仅当左侧运算为真时才对右侧进行求值； 逻辑或（||）：当且仅当左侧运算为假时才对右侧进行求值。

2. 进行比较运算时除非比较的对象时布尔类型，否则不要使用布尔字面值true

if (val == true) {/*...*/} //只有当val等于1时条件才为真

###4.4 赋值运算符

1. 如果赋值运算符的左右两个运算对象类型不同，则右侧运算对象将转换成左侧运算对象的类型。

int k = 3.14159;

1. C++11允许使用花括号括起来的初始值列表作为赋值语句右侧对象。

k = {3.14};
vector<int> vi = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};

1. 把赋值语句放到条件中的用处：（赋值语句的优先级比较低）

while ((i = get_value()) != 42){//其他处理
}

###4.5 递增和递减运算符

1. 关于前置和后置++运算符。 除非必须，否则不用递增递减运算符的后置版本。（因为对于复杂的迭代器类型，后置需要将原始值存储下来，可能涉及到额外的消耗。）

2. 混用解引用和递增运算符。

auto pbeg = v.begin();
while (pbeg != v.end() && *pbeg >= 0)cout << *pbeg++ << endl;

后置++的优先级高于解引用运算符，表示得到初始值的副本再递增。 这种*pbeg++的写法更简洁。

###4.6 成员访问运算符

1. 表达式ptr->mem等价于(*ptr).mem。

2. 解引用运算符*优先级低于点运算符，所以执行解引用运算的子表达式两端必须加上括号。(*p).size()。

###4.7 条件运算符（?:）

1. cond ? expr1 : expr2，条件运算符只对expr1和expr2中的一个求值。expr1和expr2的类型应该相同或者能转换成同一种类型。

2. 条件运算符的优先级非常低，因此当一条长表达式中嵌套了条件运算子表达式时，通常需要在它两端加上括号，尤其是在输出表达式中，否则将产生意想不到的效果。

cout << ((grade < 60) ? "fail" : "pass") << endl;

###4.8 位运算符

1. 位运算符作用于整数类型的运算对象，并把运算对象看成是二进制位的集合。

2. 如果运算对象是“小整型”，它的值会被自动提升成较大的整数类型。

3. 移位运算符>> <<右侧的运算对象一定不能为负，而且值必须严格小于结果的位数，否则将产生未定义的行为。

4. 利用位运算符可以检测位：

unsigned long quiz1 = 0;//32位
quiz1 |= 1 UL << 27;//表示将第27位置成1
quiz1 &= ~(1 UL << 27);//表示将第27位置成0
bool status = quiz1 & (1 UL << 27);//检测第27位

###4.9 sizeof运算符

1. sizeof运算符返回一条表达式或一个类型名字所占的字节数，其所得的值是一个size_t类型的常量表达式。当返回一个表达式的值时，sizeof expr并不实际计算其运算对象的值。

int i = 0;
cout << sizeof( i++ ) << endl;//4
cout << i <<endl;//0

1. sizeof *p：因为sizeof不会实际求运算对象的值，所以即使p是一个无效的（即未初始化）指针也不会有什么影响。在sizeof的运算对象中解引用一个无效指针仍然是一种安全的行为，因为指针实际上并没有被真正利用。

2. sizeof Sales_data::revenue：C++11允许使用作用域运算符来获取类成员的大小。sizeof运算符无须我们提供一个具体的对象就能访问到类成员，因为要想知道类成员的大小无须真正的获取该成员。

3. sizeof运算符的结果： char类型或类型为char的表达式 引用类型得到被引用对象所占空间的大小 指针类型得到指针本身所占空间大小 对数组执行得到整个数组所占空间大小，等价于所有元素各执行一次，并将结果求和。（而不会把数组当成指针处理） 对string对象或vector对象执行只返回类型固定部分的大小，不会计算对象中的元素占用了多少空间。

vector<int> v{0};
cout << sizeof v << endl;//12

1. 返回数组元素的数量：

constexpr size_t sz = sizeof(ia) / sizeof(*ia);
int arr2[sz];//正确，sizeof返回一个常量表达式。

###4.10 逗号运算符

1. 逗号运算符含有两个运算对象，按照从左向右的顺序依次求值，先对左侧的表达式求值，然后将求值结果丢弃掉，逗号运算符真正的结果是右侧表达式的值。

int i = 1, j = 100;
cout << (i++, j++) << endl;

1. 逗号运算符的优先级在最末位。

###4.11 类型转换

1. 算术转换：运算对象将转换成最宽的类型；当表达式中既有浮点型也有整数类型时，整数值将转换成浮点类型。

2. 数组转换成指针：在大多数用到数组的表达式中，数组自动转换成转向数组首元素的指针。当数组用作decltype关键字参数，或者作为取地址符（&）、sizeof及typeid等运算符的运算对象时，上述转换不会发生。

3. 常量整数值0或者字面值nullptr能转换成任意指针类型；指向任意非常量的指针能转换成void*；指向任意对象的指针能转换成const void*

4. 转换成常量：能将指向T的指针或引用分别转换成指向const T的指针或引用。但相反的转换不存在。

int i;
const int &j = i;
const int *p = &i;
int &r = j, *q = p;//错误，不允许const转换成常量

1. 类类型转换：

string s, t = "a value";//字符串字面值转换成string类型
while (cin >> s)//while的条件部分把cin转换成bool值

1. 强制类型转换： cast-name<type>(expression)：其中type表示转换的目标类型，expression是要转换的值。如果type是引用类型，则结果是左值。cast-name指定了执行的是那种转换，包括static_cast、dynamic_cast、const_cast和reinterpret_cast中的一种。

2. static_cast:具有明确定义的类型转换，只要不包含底层const，都可以使用static_cast。

double slope = static_cast<double>(j) / i;

当需要把一个较大的算术类型赋值给较小的类型时非常有用，此时意味着告诉编译器不在乎潜在的精度损失，并且不会产生警告。对于编译器无法自动执行的类型转换也很有用，例如可以用来找回存在于void*指针中的值：（但应当确保转换类型一定正确）

void *p = &d;//任何非常量对象的地址都能存入void*
double *dp = static_cast<double*>(p);

1. const_cast：只能改变运算对象的底层const（常量指针或声明引用的const），称为去掉const行为；它只能改变常量属性，不能改变常量类型。

const char *pc;
char *q1 = const_cast<char*>(pc);//正确，但是通过p写值是未定义行为
char *q2 = static_cast<char*>(pc);//错误，static_cast不能转换掉const性质
string s1 = const_cast<string>(pc);//错误，const_cast只转换属性
string s2 = static_cast<string>(pc);//正确，字符串字面值转换为string类型

const_cast常用于有函数重载（6.4节）的上下文中。

const_cast的用法不是将一个const变量变成非const变量的。看一下标准就可以知道，使用const_cast把一个原本是const的变量转换为非const，这是一个未定义行为，是非常非常危险的举动。 const_cast的目的，在于某些变量原本不是const的,但由于某种特殊原因,无意间被变成了const的，例如使用了一个const引用指向了一个本来不是const的对象。结果写了一些代码之后发现它实际上需要被修改。 这在平时的工作中不会遇到因为你可以直接把const引用修改成非const的，但C++中可能的情况太多,尤其考虑到很多复用的时候，有时还是会出现本不该是const的对象被const引用了这种情况。尤其是使用模板,比较复杂的情况。这才是const_cast的意义所在。（摘自：求助const_cast的问题（CSDN））

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

int *ip;
char *pc = reinterpret_cast<char*>(ip);//pc所指的真实对象是一个int而非字符，如果把pc当成普通的字符指针使用就可能在运行时发生错误，例如string str(pc)

使用reinterpret_cast非常危险。使用一个int的地址初始化pc，显示地声称这种转换合法，编译器不会报错，但继续使用将引发糟糕的后果。

1. dynamic_cast支持运行时类型识别，19.2节介绍。

2. 强烈建议避免使用强制类型转换，除了重载函数上下文使用const_cast（6.4节）无可厚非，其他情况都应反复斟酌。

3. 旧式强制类型转换：

type (expr);//函数形式
(type) expr;//C语言风格

它们与上述三种强制转换有相似行为。