《C++ Primer》筆記第4章表示式

阿新 • • 發佈：2021-01-19

C++的表示式要不然是右值（right-value or read-value），要不然就是左值(left-value or location-value)。
當一個物件被用作右值的時候，用的是物件的值（內容）；當物件被用作左值的時候，用的是物件的身份（在記憶體中的位置）。
需要右值的地方可以用左值來代替，但是不能把右值當成左值（也就是位置）使用。當一個左值被當成右值使用時，實際使用的是它的內容（值）。到目前為止，已經有幾種我們熟悉的運算子是要用到左值的：
- 賦值運算子需要一個（非常量）左值作為其左側運算物件，得到的結果也仍然是一個左值。
- 取地址符作用於一個左值運算物件，返回一個指向該運算物件的指標，這個指標是一個右值。
- 內建解引用運算子、string和vector的下標運算子的求值結果都是左值。
- 內建型別和迭代器的遞增遞減運算子作用於左值運算物件，其前置版本所得的結果也是左值。
如果表示式的求值結果是左值，decltype作用於該表示式（不是變數）得到一個引用型別。
如果改變了某個運算物件的值，在表示式的其他地方不要再使用這個運算物件。
如果m%n不等於0，則它的符號和m相同。
邏輯與（&&）和邏輯或（||）的短路求值。
賦值運算子：如果左側運算物件是內建型別，那麼初始值列表最多隻能包含一個值，而且該值即使轉換的話其所佔空間也不應該大於目標型別的空間。對類型別來說，賦值運算的細節由類本身決定。無論左側運算物件的型別是什麼，初始值列表都可以為空。此時，編譯器建立一個值初始化的臨時量並將其賦給左側運算物件。（例：int a[5] = {};

）
```
  k = {3.14}; // 錯誤：窄化轉換（換成圓括號正確）
  vector<int> vi; // 初始值為空
  vi = {0, 1, 2, 3, 4, 5}; // vi現在含有6個元素了，0到5
```
箭頭運算子作用於一個指標型別的運算物件，結果是一個左值。點運算子分成兩種情況：如果成員所屬的物件是左值，那麼結果是左值；反之，如果成員所屬的物件是右值，那麼結果是右值。
隨著條件運算（?:）巢狀層數的增加，程式碼的可讀性急劇下降。因此，條件運算的巢狀最好別超過兩到三層。
條件運算子的優先順序非常低，因此當一條長表示式中嵌套了條件運運算元表示式時，通常需要在它兩端加上括號。
關於符號位如何處理沒有明確的規定，所以強烈建議僅將位運算子用於處理無符號型別。

使用位運算：

  quiz1 |= 1UL << 27; // 表示學生27通過了測驗
  quiz1 &= ~(1UL << 27); // 學生27沒有通過測驗
  bool status = quiz1 & (1UL << 27); // 學生27是否通過了測驗

sizeof運算子的運算物件有兩種形式sizeof (type)或sizeof expr。在第二種形式中，sizeof返回的是表示式結果型別的大小。與眾不同的一點是，sizeof並不實際計算其運算物件的值（有點像decltype）。例：sizeof data.revenue;等價於sizeof Sales_data::revenue;
sizeof不需要真的解引用指標也能知道它所指物件的型別。
sizeof運算子的結果部分地依賴於其作用的型別：
- 對char或者型別為char的表示式執行sizeof運算，結果得1。
- 對引用型別執行sizeof運算得到被引用物件所佔空間的大小。
- 對指標執行sizeof運算得到指標本身多佔空間的大小。
- 對解引用指標執行sizeof運算得到指標指向的物件所佔空間的大小，指標不需有效（因為不實際解引用）。
- 對陣列執行sizeof運算得到整個陣列所佔空間的大小（這裡不再是陣列首地址，和decltype類似），等價於對陣列中所有的元素各執行一次sizeof運算並將所得結果求和。注意，sizeof運算不會把陣列轉換成指標來處理。
- 對string物件或vector物件執行sizeof運算只返回該型別固定部分的大小，不會計算物件中的元素佔用了多少空間。
因為執行sizeof運算能得到整個陣列的大小，所以可以用陣列的大小除以單個元素的大小得到陣列中元素的個數
因為sizeof的返回值是一個常量表達式，所以我們可以用sizeof的結果宣告陣列的維度。
當表示式中既有浮點型別也有整數型別時，整數值將轉換成相應的浮點型別。
整型提升負責把小整數型別轉換成較大的整數型別。對於bool、char、signed char、unsigned char、short和unsigned short等型別來說，只要它們所有可能的值都能存在int裡，他們就會提升成int型別（直接一步提升至int，沒有中間型別）；否則，提升成unsigned int型別。
較大的char型別（wchar_t、char16_t、char32_t）提升成int、unsigned int、long、unsigned long、long long和unsigned long long中最小的一種型別，前提是轉換後的型別要能容納原型別所有可能的值。
如果一個運算物件是無符號型別、另外一個運算物件是帶符號型別，而且其中的無符號型別不小於帶符號型別，那麼帶符號的運算物件轉換成無符號的。如果帶符號型別大於無符號型別，此時轉換的結果依賴於機器。如果無符號型別的所有值都能存在該帶符號型別中，則無符號型別的運算物件轉換成帶符號型別。如果不能，那麼帶符號型別的運算物件轉換成無符號型別。
當陣列被用作decltype關鍵字的引數，或者作為取地址符（&）、sizeof及typeid等運算子的運算物件時，陣列轉換成指標的轉換不會發生。
指標的轉換：C++還規定了幾種其他的指標轉換方式，包括常量整數值0或者字面值nullptr能轉換成任意指標型別；指向任意非常量的指標能轉換成void；指向任意物件的指標能轉換成const void。
允許將指向非常量型別的指標轉換成指向相應的常量型別的指標，對於引用也是這樣。（即非常量轉換成常量）
類型別定義的轉換：一處是在需要標準庫string型別的地方使用C風格字串string s = "a value";；另一處是在條件部分讀入istreamwhile (cin >> s)。

static_cast:任何具有明確定義的型別轉換，只要不包含底層const，都可以使用static_cast。

  double slope = static_cast<double>(j) / i; // 進行強制型別轉換以便執行浮點數除法
  void* p = &d; // 正確：任何非常量物件的地址都能存入void*
  double *dp = static_cast<double*>(p); // 正確：將void*轉換回初始的指標型別

const_cast:const_cast只能改變運算物件的底層const。

  const char *pc;
  char *p = const_cast<char*>(pc); // 正確：但是通過p寫值是未定義的行為

  const char *cp;
  char *q = static_cast<char*>(cp); // 錯誤：static_cast不能轉換掉const性質
  static_cast<string>(cp); // 正確：字串字面值轉換成string型別
  const_cast<string>(cp); // 錯誤：const_cast只改變常量屬性

  // const_cast常常用於有函式過載的上下文中。

reinterpret_cast:reinterpret_cast通常為運算物件的位模式提供較低層次上的重新解釋。reinterpret_cast本質上依賴於機器，想要安全地使用reinterpret_cast必須對涉及的型別和編譯器實現轉換的過程都非常瞭解。
```
  int *ip;
  char *pc = reinterpret_cast<char*>(ip);
  // 我們必須牢記pc所指的真實物件是一個int而非字元，如果把pc當成普通的字元指標使用就可能在執行時發生錯誤。例如：string str(pc);
```
舊式的強制型別轉換：type (expr);或(type) expr;
++運算子：前置遞增運算子（++i）得到一個左值，它給運算子加1並得到運算物件改變後的值。後置遞增運算子（i++）得到一個右值，它給運算子加1並得到運算物件原始的、未改變的值的副本。