C++ 语言递增和递减运算符

系统管理员 2022-10-31 04:27 204阅读 0赞

# **C++ 语言递增和递减运算符** #

递增运算符 `++` 和递减运算符 `--` 为对象的加 1 和减 1 操作提供了一种简洁的书写形式。这两个运算符还可应用于迭代器，很多迭代器本身不支持算术运算，此时递增和递减运算符除了书写简洁外还是必须的。

递增和递减运算符有两种形式：前置版本和后置版本。

*  前置版本的运算符首先将运算对象加 1 (或减 1)，然后将改变后的对象作为求值结果。
 *  后置版本也会将运算对象加 1 (或减 1)，但是求值结果是运算对象改变之前那个值的副本。

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    // Name        : Yongqiang Cheng
    // Author      : Yongqiang Cheng
    // Version     : Version 1.0.0
    // Copyright   : Copyright (c) 2020 Yongqiang Cheng
    // Description : Hello World in C++, Ansi-style
    //============================================================================
    
    #ifndef _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #endif
    
    #include <stdio.h>
    
    //char str[15] = "abcdefg";
    //unsigned long long hash_value_v1 = hash_code_v1(str);
    
    int main()
    {
    	int i = 0, j;
    	j = ++i;  // j = 1, i = 1: 前置版本得到递增之后的值
    	printf("j = %d, i = %d\n", j, i);
    	j = i++;  // j = 1, i = 2: 后置版本得到递增之前的值
    	printf("j = %d, i = %d\n", j, i);
    
    	return 0;
    }

j = 1, i = 1
    j = 1, i = 2
    请按任意键继续. . .

这两种运算符必须作用于左值运算对象。前置版本将对象本身作为左值返回，后置版本则将对象原始值的副本作为右值返回。

**建议：除非必须，否则不用递增递减运算符的后置版本。优先使用前置版本递增递减运算符。**

前置版本的递增运算符避免了不必要的工作，它把值加 1 后直接返回改变了的运算对象。与之相比，后置版本需要将原始值存储下来以便于返回这个未修改的内容。如果我们不需要修改前的值，那么后置版本的操作就是一种浪費。

对于整数和指针类型来说，编译器可能对这种额外的工作进行一定的优化；但是对于相对复杂的迭代器类型，这种额外的工作就消耗巨大了。建议养成使用前置版本的习惯，这样不仅不需要担心性能的问题，而且更重要的是写出的代码会更符合編程的初衷。

## 1. 在一条语句中混用解引用和递增运算符 ##

如果我们想在一条复合表达式中既将变量加 1 或减 1 又能使用它原来的值，这时就可以使用递增和递减运算符的后置版本。

可以使用后置的递增运算符来控制循环输出一个 vector 对象内容直至遇到 (但不包括) 第一个负值为止：

auto pbeg = v.begin();
    	// 输出元素直至遇到第一个负值为止
    	while ((pbeg != v.end) && (*pbeg >= 0))
    	{
    		cout << *pbeg++ << endl;  // 输出当前值并将 pbeg 向前动一个元素
    	}

后置递增运算符的优先级高于解引用运算符，因此 `*pbeg++` 等价于 `*(pbeg++)`。`pbeg++` 把 `pbeg` 的值加 1，然后返回 `pbeg` 的初始值的副本作为其求值结果，此时解引用运算符的运算对象是 `pbeg` 未增加之前的值。最终，这条语句输出 `pbeg` 开始时指向的那个元素，并将指针向前移动一个位置。

这种用法完全是基于一个事实，即后置递增运算符返回初始的未加 1 的值。如果返回的是加 1 之后的值，解引用该值将产生错误的结果。不但无法输出第一个元素，而且更糟糕的是如果序列中没有负值，程序将可能试图解引用一个根本不存在的元素。

## 2. 简洁之美 ##

书写

cout << *iter++ << endl;

要比书写下面的等价语句更简洁、也更少出错

cout << *iter << endl;
    	++iter;

递增运算会改变运算对象的值，所以要提防在复合表达式中错用这两个运算符。

## 3. 运算对象可按任意顺序求值 ##

如果一条子表达式改变了某个运算对象的值，另一条子表达式又要使用该值的话，运算对象的求值顺序就很关键了。因为递增运算符和递减运算符会改变运算对象的值，所以要提防在复合表达式中错用这两个运算符。

程序使用 `for` 循环，将输入的第一个单词改成大写形式：

for (auto it = s.begin(); it != s.end() && !isspace(*it); ++it)
    	{
    		*it = toupper(*it);  // 将当前字符改成大写形式
    	}

在上述程序中，我们把解引用 `it` 和递增 `it` 两项任务分开来完成。如果用一个看似等价的 `while` 循环进行代替将产生未定义的行为。问题在于：赋值运算符左右两端的运算对象都用到了 `beg`，并且右侧的运算对象还改变了 `beg` 的值，所以该赋值语句是未定义的。

// 该循环的行为是未定义的！
    	while (beg != s.end() && !isspace(*beg))
    	{
    		*beg = toupper(*beg++);  // 错误：该赋值语句未定义
    	}

编译器可能按照下面的任意一种思路处理该表达式：

*beg = toupper(*beg);  // 如果先求左侧的值
    	*(beg + 1) = toupper(*beg);  // 如果先求右侧的值

也可能采取别的什么方式处理它。

## References ##

(美) Stanley B. Lippman, (美) Josée Lajoie, (美) Barbara E. Moo 著, 王刚, 杨巨峰 译. C++ Primer 中文版\[M\]. 第 5 版. 电子工业出版社, 2013.  
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