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CPP Programming | Chapter 4：表达式

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C++ 表达式使用技巧

Chapter 4 表达式

表达式基础

  • 由1到多个操作数组成，可以求值并通常返回求值结果

    • 最基本的表达式：变量、字面值
    • 通常包含操作符/运算符

  • 操作符特性

    • 接收几个操作数（一元、二元、三元）
    • 操作数的类型-类型转换
    • 操作数是左值还是右值
    • 结果的类型
    • 结果是左值还是右值
    • 优先级与结合性（cpp-reference）,可用小括号修改运算顺序
    • 操作符的重载——不改变操作数个数、优先级和结合性

  • 操作数求值的不确定性

    • fun(x=x+1,x=x+1) // 两个参数的执行先后不确定

  • glvalue：（泛左值）标识一个对象、位或函数

  • prvalue：（纯右值）用于初始化对象或作为操作数

  • xvalue：（亡值）表示其资源可以被重新使用

  • 分类方式：

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            expression
              /   \
       glvalue     rvalue
         /   \      /   \
    lvalue    xvalue    prvalue

  • C++中左值不一定能放在等号左边，右值可能放在等号左边；

  • 再论decltype

    • prvalue -> type：若表达式值类别为纯右值，则decltype产生T
    • lvalue -> type&：若表达式值类别为左值，则decltype产生T&
    • xvalue -> type&&：若表达式的值类别为亡值，则decltype产生T&&

  • 类型转换

    • 隐式转换：

      • 自动发生
      • 实际上是有限长度的转型序列
      • implicit conversion

    • 显式转换：

      • 显式引入的转换

      • static_cast

        • static_cast<double>(3) + 0.5; // 把3转换为double编译期执行

      • const_cast 可以改变const类型对象

      • dynamic_cast 运行期执行

      • reinterpret_cast 强行重新解释对象存储空间，对象值可能改变（存储格式不同）

      • C形式的类型转换

        • ```C++ (double)3; 
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                - 自动以以下顺序尝试转换对象：`const_cast -> static_cast -> static_cast(带扩展)后随const_cast -> reinterpret_cast -> reinterpret_cast后随const_cast`

          ### 算数操作符

          - 三个优先级
            - +, - （一元，正负）
            - *, /, %
            - +, - （二元）
          - 均为左结合的，从左开始计算
          - 操作数和结果均为算数类型的右值，但加减法和正号可接收指针
          - 一元+操作符会产生integral promotion，例如short 转为int
          - 整数相除会产生整数，舍弃小数点后的部分
          - 求余 `%` 只能接收整数类型的操作数，**结果的符号与第一个操作数相同**

          ### 逻辑与关系操作符

          - 逻辑操作符：

            - !
            - &&
            - ||

          - 关系操作符接收算数或指针类型操作数；

          - 逻辑操作符接收可转换为bool值的操作数；

          - 除逻辑非外，其它操作符都是左结合的

          - 逻辑与、逻辑或具有短路特性，(A && B)，如果A为假，则不判断B

          - 逻辑与优先级 > 逻辑或 (a || b && c) 等价于 (a || (b && c))

          - 不能写连续的不等于

          - ```c++
            auto res = (a <=> b) // a>b返回值大于0；a<b返回值小于0；a=b返回值等于0；
            if (res > 0){
            }else if (res < 0){
            }else if(res == 0){
            }

位操作符

  • ```c++
    // 按位非操作 & // 按位与操作 ^ // 按位异或操作 | // 按位或操作 
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    - 没有短路机制

    - 注意整数的符号与位操作的相关影响

      - integral promotion 会根据整数的符号影响其结果
      - 右移保持符号，但左移不能保证

    ### 赋值操作符

    - 赋值操作是右结合的；

    - 求值结果为左操作数；

    - 区分=和==

    - 复合赋值运算符

      - ```c++
        +=
        -=
        *=
        /=
        ^=

自增与自减运算符

  •   ++
  --

  • 分为前缀和后缀情况

  • 操作数为左值；前缀时返回左值；后缀时返回右值；

  • 建议使用前缀形式

表达式详述-其它操作符

  • 成员访问操作符：.和->
    • ->等价于(*)
    • .的左操作数是左值或右值，返回左值或右值 xvalue
    • ._>的左操作数指针，返回左值
  • 条件操作符
    • 唯一的三元操作符true ? 3 : 5;//问号前面是true时，判断第一个表达式是否为真，并返回表达式结果；问号前是false时，判断第二个表达式是否为真，并返回表达式结果
    • 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
    • 第二个和第三个表达式类型需要一致
    • 如果表达式均是左值，那么就返回左值，否则返回右值
    • 右结合
  • 逗号操作符
    • 确保操作数会被从左向右求值
    • 求值结果为右操作数
    • 左结合
  • sizeof操作符
    • 操作数可以使一个类型或一个表达式
    • 并不会实际求值，而是返回相应的尺寸
  • 其它操作符
    • 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
    • ...