C++ Primer：表达式运算顺序(练习4.33分析解答)

电玩女神 2023-06-30 04:26 36阅读 0赞

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# 1. 问题 #

练习4.33：根据4.12节中的表（第147页）说明下面这条表达式的含义。

someValue ? ++x, ++y:--x, --y

# 2. 分析 #

表达式运算顺序的3个决定因素：运算符的优先级，运算符的结合律，运算对象的求值顺序。

> 优先级：规定复合表达式中运算符组合的方式  
> 前置递增运算符(++) = 前置递减运算符(–) > 条件运算符(?：) > 逗号运算符(,)

**注意：若未明确求值顺序，不同子表达式都使用同一对象，若其中某一表达式修改这个对象，会引发错误产生未定义的行为。如下实例，i和++i并未明确先算哪个。若先算i再算++i则输出0和1，若先算++i再算i则输出1和1，具体结果由编译器决定。一般是先用到的先算，即先输出i++则i=1，再输出i，则i是原先i++执行之后的结果。**

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        int i = 0;
        cout << ++i << " " << i << endl;
    
        return 0;
    }

![运算结果][format_png_pic_center]

> 结合律：规定具有**相同优先级**的运算符如何组合在一起  
> 前置递增运算符(++)、前置递减运算符(–)：右结合  
> 条件运算符(?：) ：右结合  
> 逗号运算符(,)：左结合

#include <iostream>
    #include <string>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        int grade = 70;
        //因为条件运算符是右结合律，故从右向左看。
        // grade > 60 ? "良" : "差"   组成一个包含条件运算符的表达式exp
        // grade > 90 ? "优" : exp    组成另一个包含条件运算符的表达式
        string s1 = (grade > 90 ? "优" : grade > 60 ? "良" : "差");
        string s2 = (grade > 90 ? "优" : (grade > 60 ? "良" : "差"));
        cout << grade << ":" << s1 << " " << s2 << endl;
    
        //假设条件运算符是左结合律，则从左向右看。
        //grade > 90 ? "优" : grade > 60 组成一个包含条件运算符的表达式exp
        //expr ? "良" : "差"             组成另一个包含条件运算符的表达式
        return 0;
    }

![运行结果][format_png_pic_center 1]

> 求值顺序：  
> 逻辑与运算符（&&）：先算左侧表达式，若为假，则直接判断表达式为假，若为真，才会再算右侧表达式推出结果。  
> 逻辑或运算符（||）：先算左侧表达式，若为真，则直接判断表达式为真，若为假，才会再算右侧表达式推出结果。  
> 条件运算符（?:）：若条件为真，则算冒号左侧表达式，若为假，则算冒号右侧表达式。  
> 逗号运算符（,）：先算逗号左侧表达式，将结果丢弃。再算逗号右侧表达式，将结果返回。  
> 其它运算符：未明确求值顺序。

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        int i = 0;
        int i1, i2, i3;
        int i4 = (i1 = i, i2 = ++i, i3 = --i);
    
        cout << "i1=" << i1 << endl;
        cout << "i2=" << i2 << endl;
        cout << "i3=" << i3 << endl;
        cout << "i4=" << i4 << endl;
    
        return 0;
    }

![运行结果][format_png_pic_center 2]

# 3. 解答 #

若someValue =false,x=0,y=0，则程序实际运算过程如下：

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        bool someValue = false;
        int x = 0, y = 0;
        
        //原表达式
        someValue ? ++x, ++y : --x, --y;
    
        //添加括号后的表达式
        (someValue ? ((++x), (++y)) : (--x)), (--y);
    
        //(++x), (++y), (--x) (--y)虽然优先级高，但它有求值顺序
        //故不能一开始就全部计算，使表达式变成(someValue ? (1, 1) : 0), 0; 
        //应是：先用的先算，未用的不算。
        (false ? ((++x), (++y)) : (--x)), (--y);
    
        //条件为false，故选择冒号右侧表达式
        (--x), (--y);
    
        //逗号运算符先算左侧表达式，--x计算结果是x=0-1=-1
        -1, (--y);
    
        //再算右侧表达式，--y计算结果是y=0-1=-1
        -1,-1;
    
        //返回右侧表达式计算结果
        -1;
    
        return 0;
    }

若someValue =ture,x=0,y=0，则程序实际运算过程如下：

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        bool someValue = true;
        int x = 0, y = 0;
    
        //原表达式
        someValue ? ++x, ++y : --x, --y;
    
        添加括号后的表达式
        (someValue ? ((++x), (++y)) : (--x)), (--y);
    
        //(++x), (++y), (--x) (--y)虽然优先级高，但它有求值顺序
        //故不能一开始就全部计算，使表达式变成(someValue ? (1, 1) : 0), 0; 
        //应是：先用的先算，未用的不算。
        (true ? ((++x), (++y)) : (--x)), (--y);
    
        //条件运算符中条件为true，执行冒号左侧表达式
        ((++x), (++y)), (--y);
    
        //逗号运算符先执行左侧表达式，++x计算结果是x=0+1=1
        (1, (++y)), (--y);
    
        //再执行右侧表达式，++y计算结果是y=0+1=1
        (1, 1), (--y);
    
        //返回右侧表达式的计算结果
        1, (--y);
    
        //同理，--y计算结果是y=1-0=0
        1, 0;
    
        //同理，返回右侧表达式的计算结果
        0;
        
        return 0;
    }

总的测试程序：

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        int someValue;
        int x, y;
    
        someValue = false, x = 0, y = 0;
        int i1 = (someValue ? ++x, ++y : --x, --y);
        cout << "someValue=" << someValue << "\tx=" << x << "\ty=" << y << "\ti1=" << i1 << endl;
    
        someValue = true, x = 0, y = 0;
        int i2 = (someValue ? ++x, ++y : --x, --y);
        cout << "someValue=" << someValue << "\tx=" << x << "\ty=" << y << "\ti2=" << i2 << endl;
    
        //等价于
        cout << "--------------------------------------------" << endl;
        someValue = false, x = 0, y = 0;
        int i3 = ((someValue ? ((++x), (++y)) : (--x)), (--y));
        cout << "someValue=" << someValue << "\tx=" << x << "\ty=" << y << "\ti3=" << i3 << endl;
    
        someValue = true, x = 0, y = 0;
        int i4 = ((someValue ? ((++x), (++y)) : (--x)), (--y));
        cout << "someValue=" << someValue << "\tx=" << x << "\ty=" << y << "\ti4=" << i4 << endl;
    }

![测试结果][format_png_pic_center 3]

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[format_png_pic_center 2]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly91cGxvYWQtaW1hZ2VzLmppYW5zaHUuaW8vdXBsb2FkX2ltYWdlcy8yMDMwMzQzNC1mYTlmNzU2MjFkMzM3NjFhLnBuZw?x-oss-process=image/format,png#pic_center
[format_png_pic_center 3]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly91cGxvYWQtaW1hZ2VzLmppYW5zaHUuaW8vdXBsb2FkX2ltYWdlcy8yMDMwMzQzNC03MTNmNzAyMDM5OTkxNWVhLnBuZw?x-oss-process=image/format,png#pic_center