Чтобы правильно вычислять выражения (например, 4 + 2 * 3), мы должны знать, какие операторы что делают и в каком порядке выполняются. Последовательность, в которой они выполняются, называется приоритетом операций. Следуя обычным правилам математики (в которой умножение следует перед сложением), выражение выше обрабатывается следующим образом: 4 + (2 * 3) = 10.
В C++ все операторы (операции) имеют свой уровень приоритета. Те, в которых он выше, выполняются первыми. В таблице ниже можно увидеть, что приоритет операций умножения и деления (5) выше, чем в операциях сложения и вычитания (6). Компилятор использует приоритет операторов для определения порядка обработки выражений.
А что делать, если у двух операторов в выражении одинаковый уровень приоритета, и они размещены рядом? Какую операцию компилятор выполнит первой? А здесь уже компилятор будет использовать правила 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, соответственно: (3 * 4) / 2 = 6.
Таблица приоритета и ассоциативности операций
Несколько примечаний:
1 означает 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() | Конвертация типа | new_type(expression) | |
| type{} | Конвертация типа (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 | Type-checked cast во время выполнения | dynamic_cast(expression) | |
| reinterpret_cast | Конвертация одного типа в другой | reinterpret_cast(expression) | |
| static_cast | Type-checked cast во время компиляции | 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 выделение 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 | expression ? expression : expression |
| = | Присваивание | lvalue = expression | |
| *= | Умножение с присваиванием | lvalue *= expression | |
| /= | Деление с присваиванием | lvalue /= expression | |
| %= | Деление с остатком и 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 | Генерация исключения | throw expression |
| 17. L -> R | , | Оператор Запятая | expression, expression |
Некоторые операторы вы уже знаете из предыдущих уроков: +, -, *, /, (), =, < и >. Их значения одинаковы как в математике, так и в C++.
Однако, если у вас нет опыта работы с другими языками программирования, то большинство из этих операторов вам сейчас могут быть непонятны. Это нормально. Мы рассмотрим большую их часть 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 возвести число 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. А для возведения числа в степень в C++ используется 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() являются 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; } |
Не переживайте, если здесь что-то не понятно. Просто помните о проблеме переполнения, которая может произойти, если один из аргументов будет слишком большим.
Тест
Из школьной математики нам известно, что выражения внутри скобок выполняются первыми. Например, в (2 + 3) * 4, часть (2 + 3) выполняется первой.
В этом задании есть 4 выражения, в которых отсутствуют какие-либо скобки. Используя приоритет операций и правила ассоциативности выше, добавьте скобки в каждое выражение так, как если бы их обрабатывал бы компилятор.
Подсказка: Используйте колонку «Пример» в таблице выше, чтобы определить, является ли оператор унарным (имеет один операнд) или бинарным (имеет два операнда).
Например: х = 2 + 3 % 4
Бинарный оператор % имеет более высокий приоритет, чем оператор + или =, поэтому он выполняется первым: х = 2 + (3 % 4). Затем бинарный оператор + имеет более высокий приоритет, чем оператор =, поэтому следующим выполняется именно он.
Ответ: х = (2 + (3 % 4)).
Дальше нам уже не нужна таблица, чтобы понять ход обработки этого выражения компилятором.
Задания:
x = 3 + 4 + 5
x = y = z
z *= ++y + 5
a || b && c || d
Ответ
x = 3 + 4 + 5
Уровень приоритета бинарного оператора + выше, чем оператора =, поэтому: х = (3 + 4 + 5). Ассоциативность бинарного оператора + слева направо, поэтому ответ: х = ((3 + 4) + 5).
x = y = z
Ассоциативность бинарного оператора = справа налево, поэтому ответ: x = (y = z).
z *= ++y + 5
Унарный оператор ++ имеет наивысший приоритет, поэтому: z *= (++y) + 5. Затем идёт бинарный оператор +, поэтому ответ: z *= ((++y) + 5).
a || b && c || d
Бинарный оператор && имеет приоритет выше, чем ||, поэтому: a || (b && c) || d. Ассоциативность бинарного оператора || слева направо, поэтому ответ: (a || (b && c)) || d.
Оценить статью:
(98 оценок, среднее: 4,91 из 5)
Загрузка...
