Чтобы правильно вычислять выражения (например, 4 + 2 * 3), мы должны знать, какие операторы что значат и в каком порядке их следует применять. Эта последовательность, в которой они выполняются, называется приоритетом операций. Следуя обычным правилам математики (в которой умножение следует выполнять перед сложением), выражение выше решается так — 4 + (2 * 3), результат — значение 10.
В C++ все операторы (операции) имеют свой уровень приоритета. Те, в которых он выше – выполняются первыми. В таблице ниже можно видеть, что приоритет операций умножения и деления (5) выше, чем в операциях сложения и вычитания (6). Компилятор использует это для определения порядка обработки выражений.
А что делать, если у двух операторов в выражении одинаковый уровень приоритета и они размещены рядом? Какую операцию выполнять первой? А здесь уже компилятор будет пользоваться правилами ассоциативности, которые указывают направление выполнения операций: слева направо или справа налево. Например, в 3 * 4 / 2, операции умножения и деления имеют одинаковый уровень приоритета — 5. А ассоциативность 5 уровня — слева направо, так что решать будем так: (3 * 4) / 2 = 6.
Таблица приоритета операций
Примечания:
1 – это самый высокий уровень приоритета, а 17 – самый низкий. Операции с более высоким уровнем приоритета выполняются первыми.
L -> R означает слева направо.
R -> L означает справа налево.
| Ассоциативность | Оператор | Описание | Пример |
| 1. Нет | :: | Глобальная область видимости (унарный) | ::name |
| :: | Область видимости класса (бинарный) | class_name::member_name | |
| 2. L->R | () | Круглые скобки | (expression) |
| () | Вызов функции | function_name(parameters) | |
| () | Инициализация | type name(expression) | |
| {} | Uniform инициализация (C++11) | type name{expression} | |
| type() | Functional cast | new_type(expression) | |
| type{} | Functional cast (C++11) | new_type{expression} | |
| [] | Индекс массива | pointer[expression] | |
| . | Доступ к члену объекта | object.member_name | |
| -> | Доступ к члену объекта через указатель | object_pointer->member_name | |
| ++ | Пост-инкремент | lvalue++ | |
| –– | Пост-декремент | lvalue–– | |
| typeid | Информация о типе во время выполнения | typeid(type) or typeid(expression) | |
| const_cast | Cast away const | const_cast(expression) | |
| dynamic_cast | Run-time type-checked cast | dynamic_cast(expression) | |
| reinterpret_cast | Cast one type to another | reinterpret_cast(expression) | |
| static_cast | Compile-time type-checked cast | static_cast(expression) | |
| 3. R->L | + | Унарный плюс | +expression |
| — | Унарный минус | -expression | |
| ++ | Пре-инкремент | ++lvalue | |
| –– | Пре-декремент | ––lvalue | |
| ! | Логическое НЕ (NOT) | !expression | |
| ~ | Побитовое НЕ (NOT) | ~expression | |
| (type) | C-style cast | (new_type)expression | |
| sizeof | Размер в байтах | sizeof(type) or sizeof(expression) | |
| & | Адрес | &lvalue | |
| * | Dereference | *expression | |
| new | Динамическое выделение памяти | new type | |
| new[] | Динамическое распределение массива | new type[expression] | |
| delete | Динамическое удаление памяти | delete pointer | |
| delete[] | Динамическое удаление массива | delete[] pointer | |
| 4. L->R | ->* | Member pointer selector | object_pointer->*pointer_to_member |
| .* | Member object selector | object.*pointer_to_member | |
| 5. L->R | * | Умножение | expression * expression |
| / | Деление | expression / expression | |
| % | Остаток | expression % expression | |
| 6. L->R | + | Сложение | expression + expression |
| — | Вычитание | expression — expression | |
| 7. L->R | << | Побитовый сдвиг влево | expression << expression |
| >> | Побитовый сдвиг вправо | expression >> expression | |
| 8. L->R | < | Сравнение. Меньше чем | expression < expression |
| <= | Сравнение. Меньше чем или равно | expression <= expression | |
| > | Сравнение. Больше чем | expression > expression | |
| >= | Сравнение. Больше чем или равно | expression >= expression | |
| 9. L->R | == | Равно | expression == expression |
| != | Не равно | expression != expression | |
| 10. L->R | & | Побитовое И (AND) | expression & expression |
| 11. L->R | ^ | Побитовое исключающее ИЛИ (XOR) | expression ^ expression |
| 12. L->R | | | Побитовое ИЛИ (OR) | expression | expression |
| 13. L->R | && | Логическое И (AND) | expression && expression |
| 14. L->R | || | Логическое ИЛИ (OR) | expression || expression |
| 15. R->L | ?: | Тернарный условный оператор (см. примечание ниже) | expression ? expression : expression |
| = | Присваивание | lvalue = expression | |
| *= | Умножение с присваиванием | lvalue *= expression | |
| /= | Деление с присваиванием | lvalue /= expression | |
| %= | Деление с остатком с присваиванием | lvalue %= expression | |
| += | Сложение с присваиванием | lvalue += expression | |
| -= | Вычитание с присваиванием | lvalue -= expression | |
| <<= | Присваивание с побитовым сдвигом влево | lvalue <<= expression | |
| >>= | Присваивание с побитовым сдвигом вправо | lvalue >>= expression | |
| &= | Присваивание с побитовой операцией И (AND) | lvalue &= expression | |
| |= | Присваивание с побитовой операцией ИЛИ (OR) | lvalue |= expression | |
| ^= | Присваивание с побитовой операцией «исключающее ИЛИ» (XOR) | lvalue ^= expression | |
| 16. R->L | throw | Создание исключения вручную | throw expression |
| 17. L->R | , | Оператор Comma (запятая) | expression, expression |
Примечание: Выражение в середине условного оператора ?: выполняется как если бы оно находилось в круглых скобках.
Некоторые операторы вы уже знаете: +, -, *, /, (), =, <,>, <= и >=. Их значения одинаковы как в математике, так и в C++.
Однако, если у вас нет опыта работы с другими языками программирования, то большинство этих операторов вам сейчас непонятны. Это нормально. Мы рассмотрим большую часть из них в этой главе, а об остальных расскажем по мере необходимости.
Эта таблица предназначена в первую очередь для того, чтобы вы могли в любой момент обратиться к ней для решения возможных проблем приоритета или ассоциативности.
Как возводить в степень в C++?
Вы уже должны были заметить, что оператор ^, который обычно используется для обозначения возведения в степень в обычной математике, не является таковым в C++. В С++ это побитовая операция XOR. Так что же тогда вместо ^? А вместо этого – функция pow(), которая находится в заголовочном файле <cmath>:
|
1 2 3 |
#include <cmath> double x = pow(3.0, 4.0); // 3 в степени 4 |
Обратите внимание, параметры и возвращаемые значения функции pow() — типа double. А поскольку типы с плавающей точкой известны ошибками округления, то результаты pow() могут быть слегка неточными (чуть меньше или чуть больше).
Если вам нужно возвести в степень целое число, то лучше использовать собственную функцию, например:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
// примечание: экспонент не должен быть отрицательным int pow(int base, int exp) { int result = 1; while (exp) { if (exp & 1) result *= base; exp >>= 1; base *= base; } return result; } |
Здесь используется алгоритм «Возведения в степень путем возведения в квадрат».
Не переживайте, если что-то не понятно. Просто помните о проблеме переполнения, которое может произойти, если один из аргументов будет слишком большим.
Тест
1) Из школьной математики вы знаете, что выражения внутри скобок выполняются первыми. Например, в (2 + 3) * 4, часть (2 + 3) будет выполнятся первой.
В этом задании есть 4 выражения, в которых отсутствуют какие-либо скобки. Используя приоритет операций и правила ассоциативности в таблице выше, добавьте скобки в каждое выражение так, как если бы их обрабатывал компилятор.
Подсказка: Используйте колонку Пример в таблице выше, чтобы определить, является ли оператор унарным (имеет один операнд) или бинарным (два операнда). Если забыли, что такое унарный или бинарный — смотрите урок 17.
Пример решения: х = 2 + 3 % 4
Бинарный оператор % имеет более высокий приоритет, чем оператор + или =, поэтому он применяется первым: х = 2 + (3 % 4);
Бинарный оператор + имеет более высокий приоритет, чем =, поэтому следующим применяется он.
Ответ: х = (2 + (3 % 4)).
Дальше нам уже не нужна таблица, чтобы понять, как будет вычисляться это выражение.
Задания
а) x = 3 + 4 + 5;
б) x = y = z;
в) z *= ++y + 5;
г) a || b && c || d;
Ответ
а) Уровень приоритета бинарного оператора + выше, чем в =:
х = (3 + 4 + 5);
Ассоциативность бинарного оператора + слева направо:
Ответ: х = ((3 + 4) + 5).
б) Ассоциативность бинарного оператора = справа налево:
Ответ: x = (y = z).
в) Унарный оператор ++ имеет наивысший приоритет:
z *= (++y) + 5;
Бинарный оператор + имеет второй наивысший приоритет:
Ответ: z *= ((++y) + 5).
г) Бинарный оператор && имеет более высокий приоритет, чем ||:
a || (b && c) || d;
Ассоциативность бинарного оператора || слева направо:
Ответ: (a || (b && c)) || d.
Оценить статью:
(87 оценок, среднее: 4,91 из 5)
Загрузка...
Cоздатель и администратор Ravesli. Автор и переводчик. Стараюсь донести сложные вещи простым языком. Учусь вместе с вами.
