Операции языка C++

Операции делятся на унарные, бинарные и тернарную по количеству участвующих в них операндов. Большинство стандартных операций может быть переопределено (перегружено).

Одними из самых первых операци, с которыми сталкивается изучающий язык программирования C++, являются операции присваивания, поэтому рассмотрим эти операции в самом начале.

Операции присваивания (=, +=, -=, *= и т. д.)

Операции присваивания могут использоваться в программе как законченные операторы.

Формат операции простого присваивания (=):

операнд_1 = операнд_2

Первый операнд должен быть L-значением, второй — выражением. Сначала вычисляется выражение, стоящее в правой части операции, а потом его результат записывается в область памяти, указанную в левой части (мнемоническое правило: «присваивание — это передача данных «налево»»). То, что ранее хранилось в этой области памяти, естественно, теряется.

#include
int main(){
int a = 3, b = 5, с = 7;
a = b; b = a; с = с + 1;
cout << "a = " << a;
cout << "t b = " << b;
cout << "t с = " << c;
return 0;
}

Результат работы программы:

a = 5 b = 5 c = 8

ВниманиеПри присваивании производится преобразование типа выражения к типу L-значения, что может привести к потере информации.

В сложных операциях присваивания ( +=, *=, /= и т п.) при вычислении выражения, стоящего в правой части, используется и L-значение из левой части. Например, при сложении с присваиванием ко второму операнду прибавляется первый, и результат записывается в первый операнд, то есть выражение а += b является более компактной записью выражения а = а + b.

Основные операции языка программирования C++

В таблице ниже приведен список основных операций, определенных в языке C++, в соответствии с их приоритетами (по убыванию приоритетов, операции с разными приоритетами разделены чертой).

Все приведенные в таблице операции, кроме условной и sizeof, могут быть переопределены (перегружены).

Один и тот же знак может интерпретироваться по-разному в зависимости от контекста.

Рассмотрим основные операции подробнее.

Операции увеличения и уменьшения на 1 (++ и —)

Эти операции, называемые также инкрементом и декрементом, имеют две формы записи — префиксную, когда операция записывается перед операндом, и постфиксную. В префиксной
форме сначала изменяется операнд, а затем его значение становится результирующим значением выражения, а в постфиксной форме значением выражения является исходное значение операнда, после чего он изменяется.

#include
int main(){
int x = 3. у = 3:
printf("Значение префиксного выражения: %dn", ++х):
printf("Значение постфиксного выражения: %dn", у++);
printf("Значение х после приращения: %dn", х);
printf("Значение у после приращения: %dn", у);
return 0;
}

Результат работы программы:

Значение префиксного выражения: 4
Значение постфиксного выражения: 3
Значение х после приращения: 4
Значение у после приращения: 4

Операндом операции инкремента в общем случае является так называемое L-значение (L-value). Так обозначается любое выражение, адресующее некоторый участок памяти, в который можно занести значение. Название произошло от операции присваивания, поскольку именно ее левая (Left) часть определяет, в какую область памяти будет занесен результат операции. Переменная является частным случаем L-значения.

Операция определения размера sizeof

Она предназначена для вычисления размера объекта или типа в байтах, и имеет две формы:

sizeof выражение
sizeof ( тип )

Пример:

#1nclude
int ma1n(){
float x = 1;
cout << "sizeof (float) :" << sizeof (float);
cout << "nsizeof x :" << sizeof x;
cout << "nsizeof (x + 1.0) :" << sizeof (x +1.0):
return 0:
}

Результат работы профаммы:

sizeof (float): 4
sizeof x: 4
sizeof (x + 1.0): 8

Последний результат связан с тем, что вещественные константы по умолчанию имеют тип doublе, к которому, как к более длинному, приводится тип переменной x и всего выражения. Скобки необходимы для того чтобы выражение, стоящее в них, вычислялось раньше операции приведения типа, имеющей больший приоритет, чем сложение.

Операции отрицания (-, ! и ~)

Арифметическое отрицание (унарный минус -) изменяет знак операнда целого или вещественного типа на противоположный. Логическое отрицание (!) дает в результате значение 0, если операнд есть истина (не нуль), и значение 1, если операнд равен нулю. Операнд должен быть целого или вещественного типа, а может иметь также тип указатель. Поразрядное отрицание (~), часто называемое побитовым, инвертирует каждый разряд в двоичном представлении целочисленного операнда.

Деление (/) и остаток от деления (%)

Операция деления применима к операндам арифметического типа. Если оба операнда целочисленные, результат операции округляется до целого числа, в противном случае тип результата определяется правилами преобразования. Операция остатка от деления применяется только к целочисленным операндам. Знак результата зависит от реализации.

#include
int main(){
int x = 11, у = 4;
float z = 4;
printf("Результаты деления: %d %fn", x/y, x/z);
printf("Остаток: %dn", x%y);
return 0;
}

Результат работы программы:

Результаты деления: 2 2.750000
Остаток: 3

Операции сдвига ( << и >> )

Применяются к целочисленным операндам. Они сдвигают двоичное представление первого операнда влево или вправо на количество двоичных разрядов, заданное вторым операндом. При сдвиге влево ( << ) освободившиеся разряды обнуляются. При сдвиге вправо (>>) освободившиеся биты заполняются нулями, если первый операнд беззнакового типа, и знаковым разрядом в противном случае. Операции сдвига не учитывают переполнение и потерю значимости.

Операции отношения (<. <=, >, >=, ==, !=)

Сравнивают первый операнд со вторым. Операнды могут быть арифметического типа или указателями. Результатом операции является значение true или false (любое значение, не равное нулю, интерпретируется как true). Операции сравнения на равенство и неравенство имеют меньший приоритет, чем остальные операции сравнения.

ВниманиеОбратите внимание па разницу между операцией проверки на равенство (==) и операцией присваивания (=), результатом которой является значение, присвоенное левому операнду.

Поразрядные операции (&, |, ^)

Применяются только к целочисленным операндам и работают с их двоичными представлениями. При выполнении операций операнды сопоставляются побитово (первый бит первого операнда с первым битом второго, второй бит первого операнда со вторым битом второго, и т д.).

При поразрядной конъюнкции, или поразрядном И (операция обозначается &) бит результата равен 1 только тогда, когда соответствующие биты обоих операндов равны 1.

При поразрядной дизъюнкции, или поразрядном ИЛИ (операция обозначается |) бит результата равен 1 тогда, когда соответствующий бит хотя бы одного из операндов равен 1.

При поразрядном исключающем ИЛИ (операция обозначается ^) бит результата равен 1 только тогда, когда соответствующий бит только одного из операндов равен 1.

#include <iostream.h>
int main(){
cout << "n 6 & 5 = " << (6 & 5);
cout << "n 6 | 5 = " << (6 | 5);
cout << "n 6 ^ 5 = " << (6 ^ 5);
return 0;
}

Результат работы программы:

6 & 5 = 4
6 | 5 = 7
6 ^ 5 = 3

Логические операции (&& и ||)

Операнды логических операций И (&&) и ИЛИ (||) могут иметь арифметический тип или быть указателями, при этом операнды в каждой операции могут быть различных типов. Преобразования типов не производятся, каждый операнд оценивается с точки зрения его эквивалентности нулю (операнд, равный нулю, рассматривается как false, не равный нулю — как true).

Результатом логической операции является true или false. Результат операции логическое И имеет значение true только если оба операнда имеют значение true. Результат операции логическое ИЛИ имеет значение true, если хотя бы один из операндов имеет значение true. Логические операции выполняются слева направо. Если значения первого операнда достаточно, чтобы определить результат операции, второй операнд не вычисляется.

Условная операция (?:)

Эта операция тернарная, то есть имеет три операнда.

Ее формат:

операнд_1 ? операнд_2 : операнд_3

Первый операнд может иметь арифметический тип или быть указателем. Он оценивается с точки зрения его эквивалентности нулю (операнд, равный нулю, рассматривается как false, не равный пулю — как true). Если результат вычисления операнда 1 равен true, то результатом условной операции будет значение второго операнда, иначе — третьего операнда. Вычисляется всегда либо второй операнд, либо третий. Их тип может различаться. Условная операция является сокращенной формой условного оператора if.

#include
int main(){
int a = 11, b = 4, max;
max = (b > a) ? b : a;
printf("Наибольшее число: %d", max);
return 0;
}

Результат работы программы:

Наибольшее число: 11

Другой пример применения условной операции. Требуется, чтобы некоторая целая величина увеличивалась на 1, если ее значение не превышает п, а иначе принимала значение 1:

i = (1 < n) ? i + 1: 1;

По материалам книги Т.А. Павловской «С++. Программирование на языке высокого уровня»