C++解析(21)：四个操作符
2024-09-02 22:02:44
0.目录
1.逻辑操作符的陷阱
2.逗号操作符的分析
3.前置操作符和后置操作符
4.小结
1.逻辑操作符的陷阱
逻辑运算符的原生语义：
操作数只有两种值（true和false）
逻辑表达式不用完全计算就能确定最终值
最终结果只能是true或者false
示例——短路法则：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int func(int i)
{
cout << "int func(int i) : i = " << i << endl;
return i;
}
int main()
{
if( func(0) && func(1) )
{
cout << "Result is true!" << endl;
}
else
{
cout << "Result is false!" << endl;
}
cout << endl;
if( func(0) || func(1) )
{
cout << "Result is true!" << endl;
}
else
{
cout << "Result is false!" << endl;
}
return 0;
}
运行结果为：
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
int func(int i) : i = 0
Result is false!
int func(int i) : i = 0
int func(int i) : i = 1
Result is true!
逻辑操作符可以重载吗？重载逻辑操作符有什么意义？
示例——重载逻辑操作符：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Test
{
int mValue;
public:
Test(int v)
{
mValue = v;
}
int value() const
{
return mValue;
}
};
bool operator && (const Test& l, const Test& r)
{
return l.value() && r.value();
}
bool operator || (const Test& l, const Test& r)
{
return l.value() || r.value();
}
Test func(Test i)
{
cout << "Test func(Test i) : i.value() = " << i.value() << endl;
return i;
}
int main()
{
Test t0(0);
Test t1(1);
if( func(t0) && func(t1) )
{
cout << "Result is true!" << endl;
}
else
{
cout << "Result is false!" << endl;
}
cout << endl;
if( func(1) || func(0) )
{
cout << "Result is true!" << endl;
}
else
{
cout << "Result is false!" << endl;
}
return 0;
}
运行结果为：
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
Test func(Test i) : i.value() = 1
Test func(Test i) : i.value() = 0
Result is false!
Test func(Test i) : i.value() = 0
Test func(Test i) : i.value() = 1
Result is true!
问题的本质分析：
- C++通过函数调用扩展操作符的功能
- 进入函数体前必须完成所有参数的计算
- 函数参数的计算次序是不定的
- 短路法则完全失效
逻辑操作符重载后无法完全实现原生的语义！
一些有用的建议：
- 实际工程开发中避免重载逻辑操作符
- 通过重载比较操作符代替逻辑操作符重载
- 直接使用成员函数代替逻辑操作符重载
- 使用全局函数对逻辑操作符进行重载
2.逗号操作符的分析
逗号操符( , )可以构成逗号表达式：
- 逗号表达式用于将多个子表达式连接为一个表达式
- 逗号表达式的值为最后一个子表达式的值
- 逗号表达式中的前N-1个子表达式可以没有返回值
- 逗号表达式按照从左向右的顺序计算每个子表达式的值
示例——逗号表达式之坑：
#include <iostream>
using namespace std;
void func(int i)
{
cout << "func() : i = " << i << endl;
}
int main()
{
int a[3][3] = {
(0, 1, 2),
(3, 4, 5),
(6, 7, 8)
};
int i = 0;
int j = 0;
while( i < 5 )
func(i),
i++;
for(i=0; i<3; i++)
{
for(j=0; j<3; j++)
{
cout << a[i][j] << '\t';
}
cout << endl;
}
(i, j) = 6;
cout << "i = " << i << endl;
cout << "j = " << j << endl;
return 0;
}
运行结果为：
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
func() : i = 0
func() : i = 1
func() : i = 2
func() : i = 3
func() : i = 4
2 5 8
0 0 0
0 0 0
i = 3
j = 6
重载逗号操作符：
- 在 C++ 中重载逗号操作符是合法的
- 使用全局函数对逗号操作符进行重载
- 重载函数的参数必须有一个是类类型
- 重载函数的返回值类型必须是引用
示例——重载逗号操作符：
#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
int mValue;
public:
Test(int i)
{
mValue = i;
}
int value()
{
return mValue;
}
};
Test& operator , (const Test& a, const Test& b)
{
return const_cast<Test&>(b);
}
Test func(Test& i)
{
cout << "func() : i = " << i.value() << endl;
return i;
}
int main()
{
Test t0(0);
Test t1(1);
Test tt = (func(t0), func(t1)); // Test tt = func(t1);
cout << tt.value() << endl; // 1
return 0;
}
运行结果为：
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
func() : i = 1
func() : i = 0
1
虽然最终结果是正确的，但是中间过程出错了！
问题的本质分析：
- C++通过函数调用扩展操作符的功能
- 进入函数体前必须完成所有参数的计算
- 函数参数的计算次序是不定的
- 重载后无法严格从左向右计算表达式
示例——不重载逗号操作符：
#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
int mValue;
public:
Test(int i)
{
mValue = i;
}
int value()
{
return mValue;
}
};
Test func(Test& i)
{
cout << "func() : i = " << i.value() << endl;
return i;
}
int main()
{
Test t0(0);
Test t1(1);
Test tt = (func(t0), func(t1)); // Test tt = func(t1);
cout << tt.value() << endl; // 1
return 0;
}
运行结果为：
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
func() : i = 0
func() : i = 1
1
不重载逗号操作符反而是对的！！！
工程中不要重载逗号操作符！
3.前置操作符和后置操作符
下面的代码有没有区别？为什么？
下列代码中的i++;和++i;在汇编代码中是一样的！
int main()
{
int i = 0;
i++;
++i;
return 0;
}
意想不到的事实：
- 现代编译器产品会对代码进行优化
- 优化使得最终的二进制程序更加高效
- 优化后的二进制程序丢失了C/C++的原生语义
- 不可能从编译后的二进制程序还原C/C++程序
C/C++开发的软件无法完全反编译！
++操作符可以重载吗？如何区分前置++和后置++？
++操作符可以被重载：
- 全局函数和成员函数均可进行重载
- 重载前置++操作符不需要额外的参数
- 重载后置++操作符需要一个int类型的占位参数
示例——重载++操作符：
#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
int mValue;
public:
Test(int i)
{
mValue = i;
}
int value()
{
return mValue;
}
Test& operator ++ ()
{
++mValue;
return *this;
}
Test operator ++ (int)
{
Test ret(mValue);
mValue++;
return ret;
}
};
int main()
{
Test t(0);
cout << "t.value() = " << t.value() << endl;
Test tt = t++;
cout << "t.value() = " << t.value() << endl;
cout << "tt.value() = " << tt.value() << endl;
tt = ++t;
cout << "t.value() = " << t.value() << endl;
cout << "tt.value() = " << tt.value() << endl;
return 0;
}
运行结果为：
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
t.value() = 0
t.value() = 1
tt.value() = 0
t.value() = 2
tt.value() = 2
真正的区别：
- 对于基础类型的变量
- 前置++的效率与后置++的效率基本相同
- 根据项目组编码规范进行选择
- 对于类类型的对象
- 前置++的效率高于后置++
- 尽量使用前置++操作符提供程序效率
4.小结
- C++从语法上支持逻辑操作符重载
- 重载后的逻辑操作符不满足短路法则
- 工程开发中不要重载逻辑操作符
- 通过重载比较操作符替换逻辑操作符重载
- 通过专用成员函数替换逻辑操作符重载
- 逗号表达式从左向右顺序计算每个子表达式的值
- 逗号表达式的值为最后一个子表达式的值
- 操作符重载无法完全实现逗号操作符的原生意义
- 工程开发中不要重载逗号操作符
- 编译优化使得最终的可执行程序更加高效
- 前置++操作符和后置++操作符都可以被重载
- ++操作符的重载必须符合其原生语义
- 对于基础类型，前置++与后置++的效率几乎相同
- 对于类类型，前置++的效率高于后置++
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