4-1 C++运算符基本概念
4.1.1 基本概念
函数观点
操作符可视为一个函数，用参数，副作用，返回值来分析它
如cout<<i<<j<<endl中>>操作符
- 参数：ostream对象和值(value)
- 副作用：将值输入到ostream中，这里是输入到标准输出（屏幕）中
- 返回值：返回左边的ostream对象，继续与右边的值结合，这是cout可以链式使用的原因
左值和右值
操作符的返回值可以分为左值（lvalue）和右值（rvalue）
- 左值：用的是对象的身份（内存中的位置）
- 右值：用的是对象的值（内容）
- 基本原则：需要右值时可以用左值代替，反之不可以。
运算符重载
对指定的类重新定义某些操作符的操作，但无法改变其运算对象的个数，优先级和结合律
4.1.2 优先级、结合律与求值顺序
优先级和结合律
- 优先级：每个操作符都有优先级，高级的先运算
- 结合律：同级运算符遵循结合律，从左到右运算
- 可用小括号强制改变运算顺序
求值顺序
书中表述
《C++ Primer（英）》137，对应中文版123：
优先级规定了运算对象的组合方式，但是没有说明运算对象按照什么顺序求值。在大多数情况下，不会明确指定求值的顺序。对于如下的表达式
int i = f1()* f2();
我们知道f1和f2一定会在执行乘法之前被调用，因为毕竟相乘的是这两个函数的返回值。但是我们无法知道到底f1在f2之前调用还是f2在f1之前调用。
因此，当在一个表达式的某处改变了一个变量的值，而在该表达式的另一处又使用到它，可能会产生一个未定义的结果，这是一个隐藏错误。
实践表明（猜想）
但是，在g++ 8.1版本下，编译器可以处理上述情况，输出0 1。
个人推测：编译器在执行cout<<i<<" "<<++i<<endl;时，会先从左到右执行指令，直到把所有子表达式为字面量。再从左到右输出，所以可以认为编译器执行了两步:(i=0为例)
- 子表达式
i和++i从左到右转为字面量：cout<<0<<" "<<1<<endl; - 输出
0 1
实践验证
#include<iostream>
using namespace std;
int m = 0; //全局变量，f,g,j都可以改变m的值
//三个函数都改变了m的值
int f(); //m++
int g(); //m+=2
int j(); //m*=2
int main(){
//如果f,g,j求值顺序不定的话，该式的输出结果会不同，结果未定义。
//但实际上程序输出19
cout<<f()+g()*j()<<endl;
return 0;
}
int f(){
m++;
return m;
}
int g(){
m+=2;
return m;
}
int j(){
m*=2;
return m;
}
按照上述猜想可以解释19这一结果
- 将子表达式
f、g、j从左到右执行，子表达式转为字面量- 执行
f后，m = 1 - 执行
g后，m = 3 - 执行
j后，m = 6 - 表达式变为
cout<<1 + 2*3<<endl;
- 执行
- 输出
19
可能的解释：编译器的优化行为
《C++ Primer(英)》138对应中文版124
所以或许可以认为，在遇到某一表达式的子表达式操作了同一对象且改变了对象的值时，编译器会遵循结合律，对每个字表达式从左到右求值，这一动作是编译器的优化动作，来提高执行效率。
但是否每种编译器都执行此类优化呢？不知道。
所以，如果改变了某个运算对象的值，在表达式的其他地方不要再使用这个运算对象。
一些运算符指定了求值顺序
一般运算符不指定求值顺序，但编译器会对其进行优化。而有些运算符明确指定了求值顺序，前三者都是从左到右。
&&：左边的子表达式为真时，才会继续求右边的子表达式的值||：左边的子表达式为假时，才会继续求右边的子表达式的值,（逗号）?:（三目条件判断运算符）
再述求值顺序
如果改变了某个运算对象的值，在表达式的其他地方不要再使用这个运算对象，来避免编译器未定义行为
//编写程序把字符串的所有字符大写
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main(){
string s = "hello, world";
auto it = s.begin();
while(it != s.end()){
*it = toupper(*it++); //右值改变了it，左值又用到了it，该行为结果是未定义的
}
cout<<s<<endl;
return 0;
}
*it = toupper(*it++);可能被解释为
*it = toupper(*it);*(it+1) = toupper(*it);
修改后：
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main(){
string s = "hello, world";
auto it = s.begin();
while(it != s.end()){
*it = toupper(*it); //把两个语句分开，避免被修改的对象被重用
it++;
}
cout<<s<<endl;
return 0;
}
