Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

• Порядок гарантирует добавление результата вызова функции f()к произведению g()и h(), а также добавление результата сложения к результату вызова функции j().

• Однако нет никаких гарантий относительно порядка вызова этих функций.

Если функции f(), g(), h()и j()являются независимыми и не влияют на состояние тех же объектов или выполняют ввод и вывод, то порядок их вызова несуществен. Но если любые из этих функций действительно воздействуют на тот же объект, то выражение ошибочно, а его поведение непредсказуемо.

Упражнение 4.3. Порядок вычисления большинства парных операторов оставляется неопределенным, чтобы предоставить компилятору возможность для оптимизации. Эта стратегия является компромиссом между созданием эффективного кода и потенциальными проблемами в использовании языка программистом. Полагаете этот компромисс приемлемым? Кто-то да, кто- то нет.

При написании составных выражений могут пригодиться два эмпирических правила.

1. В сомнительных случаях заключайте выражения в круглые скобки, чтобы явно сгруппировать операнды в соответствии с логикой программы.

2. При изменении значения операнда не используйте этот операнд в другом месте того же оператора.

Важнейшим исключением из второго правила является случай, когда часть выражения, изменяющая операнд, сама является операндом другой части выражения. Например, в выражении *++iterинкремент изменяет значение итератора iter, а измененное значение используется как операнд оператора *. В этом и подобных выражениях порядок обработки операндов не является проблемным. Но в больших выражениях те части, которые изменяют операнд, должны обрабатываться в первую очередь. Такой подход не создает никаких проблем и применяется достаточно часто.

Таблица 4.1. Арифметические операторы

(левосторонний порядок)

В табл. 4.1 (и таблицах операторов последующих разделов) операторы сгруппированы по приоритету. Унарные арифметические операторы имеют более высокий приоритет, чем операторы умножения и деления, которые в свою очередь имеют более высокий приоритет, чем парные операторы вычитания и сложения. Операторы с более высоким приоритетом группируются перед операторами с более низким приоритетом. Все эти операторы имеют левосторонний порядок, т.е. при равенстве приоритетов они группируются слева направо.

Если не указано иное, то арифметические операторы могут быть применены к любому арифметическому типу (см. раздел 2.1.1) или любому типу, который может быть преобразован в арифметический тип. Операнды и результаты этих операторов являются r-значениями. Как упоминается в разделе 4.11, в ходе вычисления операторов их операнды малых целочисленных типов преобразуются в больший целочисленный тип и все операнды могут быть преобразованы в общий тип.

Унарные операторы плюс и минус могут быть также применены к указателям. Использование парных операторов +и -с указателями рассматривалось в разделе 3.5.3. Будучи примененным к указателю или арифметическому значению, унарный плюс возвращает (возможно, преобразованную) копию значения своего операнда.

Унарный оператор минус возвращает отрицательную копию (возможно, преобразованную) значения своего операнда.

int i = 1024;

int k = -i; // i равно -1024

bool b = true;

bool b2 = -b; // b2 равно true!

В разделе 2.1.1 упоминалось, что значения типа boolне нужно использовать для вычислений. Результат -b— хороший пример того, что имелось в виду.

Для большинства операторов операнды типа boolпреобразуются в тип int. В данном случае значение переменной b, true, преобразуется в значение 1типа int(см. раздел 2.1.2). Это (преобразованное) значение преобразуется в отрицательное, -1. Значение -1преобразуется обратно в тип boolи используется для инициализации переменной b2. Поскольку значение инициализатора отлично от нуля, при преобразовании в тип boolего значением станет true. Таким образом, значением b2будет true!

Некоторые арифметические выражения возвращают неопределенный результат. Некоторые из этих неопределенностей имеют математический характер, например деление на нуль. Причиной других являются особенности компьютеров, например, переполнение, происходящее при превышении вычисленным значением размера области памяти, представленной его типом.

Предположим, тип shortзанимает на машине 16 битов. В этом случае переменная типа shortспособна хранить максимум значение 32767. На такой машине следующий составной оператор присвоения приводит к переполнению.

short short_value = 32767; // максимальное значение при short 16 битов

short_value += 1; // переполнение

cout << "short_value: " << short_value << endl;

Результат присвоения 1 переменной short_valueнепредсказуем. Для хранения знакового значения 32768 требуется 17 битов, но доступно только 16. Многие системы никак не предупреждают о переполнении ни во время выполнения, ни во время компиляции. Подобно любой ситуации с неопределенностью, результат оказывается непредсказуем. На системе авторов программа завершилась с таким сообщением:

short value: -32768

Здесь произошло переполнение переменной: предназначенный для знака разряд содержал значение 0, но был заменен на 1, что привело к появлению отрицательного значения. На другой системе результат мог бы быть иным, либо программа могла бы повести себя по-другому, включая полный отказ.

Примененные к объектам арифметических типов, операторы +, -, *и /имеют вполне очевидные значения: сложение, вычитание, умножение и деление. Результатом деления целых чисел является целое число. Получаемая в результате деления дробная часть отбрасывается.