Совместное использование математических операторов с операторами присваивания
Нет ничего необычного в том, чтобы к переменной прибавить некоторое значение, а затем присвоить результат той же переменной. Если у вас есть переменная myAge и вы хотите увеличить ее значение на два, можно записать следующее:
int myAge = 5;
int temp;
temp = myAge + 2; // складываем 5 + 2 и результат помещаем в
temp myAge = temp; // значение возраста снова помещаем в myAge
Однако этот метод грешит излишествами. В языке C++ можно поместить одну и ту же переменную по обе стороны оператора присваивания, и тогда предыдущий блок сведется лишь к одному выражению:
myAge = myAge + 2;
В алгебре это выражение рассматривалось бы как бессмысленное, но в языке C++ оно читается следующим образом: добавить два к значению переменной myAge и присвоить результат переменной myAge.
Существует еще более простой вариант предыдущей записи, хотя его труднее читать:
myAge += 2;
Этот оператор присваивания с суммой (+=) добавляет r-значение к l-значению, а затем снова записывает результат в l-значение. Если бы до начала выполнения выражения переменная myAge имела значение 4, то после ее выполнения значение переменной myAge стало бы равным 6.
Помимо оператора присваивания с суммой существуют также оператор присваивания с вычитанием (-=), делением (/=), умножением (*=) и делением по модулю (%=).
Инкремент декремент
Очень часто в программах к переменным добавляется (или вычитается) единица. В языке C++ увеличение значения на 1 называется инкрементом, а уменьшение на 1 - декрементом. Для этих действий предусмотрены специальные операторы.
Оператор инкремента (++) увеличивает значение переменной на 1, а оператор декремента (--) уменьшает его на 1. Так, если у вас есть переменная С и вы хотите прирастить ее на единицу, используйте следующее выражение:
C++; // Увеличение значения С на единицу
Это же выражение можно было бы записать следующим образом:
С = С + 1;
что, в свою очередь, равносильно выражению.
С += 1;
Префикс и постфикс
Как оператор инкремента, так и оператор декремента работает в двух вариантах: префиксном и постфиксном. Префиксный вариант записывается перед именем переменной (++myAge), а постфиксный - после него (myAge++).
В простом выражении вариант использования не имеет большого значения, но в сложном при выполнении приращения одной переменной с последующим присваиванием результата другой переменной это весьма существенно. Префиксный оператор вычисляется до присваивания, а постфиксный - после.
Семантика префиксного оператора следующая: инкрементируем значение, а затем считываем его. Семантика постфиксного оператора иная: считываем значение, а затем декрементируем оригинал.
На первый взгляд это может выглядеть несколько запутанным, но примеры легко проясняют механизм действия этих операторов. Если x - целочисленная переменная, значение которой равно 5, и, зная это, вы записали
int а = ++x;
то тем самым велели компилятору инкрементировать переменную x (сделав ее равной 6), а затем присвоить это значение переменной а. Следовательно, значение переменной а теперь равно 6 и значение переменной x тоже равно 6. Если же, после этого вы записали
int b = x++;
то тем самым велели компилятору присвоить переменной b текущее значение переменной x (6), а затем вернуться назад к переменной x и инкрементировать ее. В этом случае значение переменной b равно 6, но значение переменной x уже равно 7. В листинге 4.4 продемонстрировано использование обоих типов операторов инкремента и декремента.
Листинг 4.4. Примеры использования префиксных и постфиксных операторов
1: // Листинг 4.4. Демонстрирует использование
2: // префиксных и постфиксных операторов
3: // инкремента и декремента
4: #include <iostream.h>
5: int main()
6: {
7: int myAge = 39; // инициализируем две целочисленные переменные
8: int yourAge = 39;
9: cout << "I am: " << myAge << " years old.\n";
10: cout << "You are: " << yourAge << " years old\n";
11: myAge++; // постфиксный инкремент
12: ++yourAge; // префиксный инкремент
13: cout << "One year passes...\n";
14: cout << "I am: " << myAge << " years old.\n";
15: cout << "You are: " << yourAge << " years old\n";
16: cout << "Another year passes\n";
17: cout << "I am: " << myAge++ << " years old.\n";
18: cout << "You are: " << ++yourAge << " years old\n";
19: cout << "Let's print it again.\n";
20: cout << "I am: " << myAge << " years old.\n";
21: cout << "You are: " << yourAge << " years old\n";
22: return 0;
23: }
Результат:
I am 39 years old
You are 39 years old
One year passes
I am 40 years old
You are 40 years old
Another year passes
I am 40 years old
You are 41 years old
Let's print it again
I am 41 years old
You are 41 years old
Анализ: В строках 7 и 8 объявляются две целочисленные переменные и каждая из них инициализируется значением 39. Значения этих переменных выводятся в строках 9 и 10.
В строке 11 инкрементируется переменная myAge с помощью постфиксного оператора инкремента, а в строке 12 инкрементируется переменная yourAge с помощью префиксного оператора инкремента. Результаты этих операций выводятся в строках 14 и 15; как видите, они идентичны (обоим участникам нашего эксперимента по 40 лет).
В строке 17 инкрементируется переменная myAge (также с помощью постфиксного оператора инкремента), являясь при этом частью выражения вывода на экран. Поскольку здесь используется постфиксная форма оператора, то инкремент выполняется после операции вывода, поэтому снова было выведено значение 40. Затем (для сравнения с постфиксным вариантом) в строке 18 инкрементируется переменная yourAge с использованием префиксного оператора инкремента. Эта операция выполняется перед выводом на экран, поэтому отображаемое значение равно числу 41.
Наконец, в строках 20 и 21 эти же значения выводятся снова. Поскольку приращения больше не выполнялись, значение переменной myAge сейчас равно 41, как и значение переменной yourAge (все правильно: стареем мы все с одинаковой скоростью!).
Приоритеты операторов
Какое действие - сложение или умножение - выполняется первым в сложном выражении, например в таком, как это:
X = 5 + 3 * 8;
Если первым выполняется сложение, то ответ равен 8 * 8, или 64. Если же первым выполняется умножение, то ответ равен 5 + 24, или 29.
Каждый оператор имеет значение приоритета (полный список этих значений приведен в приложении А). Умножение имеет более высокий приоритет, чем сложение, поэтому значение этого "спорного" выражения равно 29.
Если два математических оператора имеют один и тот же приоритет, то они выполняются в порядке следования слева направо. Значит, в выражении
X = 5 + 3 + 8 * 9 + 6 * 4;
сначала вычисляется умножение, причем слева направо: 8*9 = 72 и 6*4 = 24. Теперь то же выражение выглядит проще:
x = 5 + 3 + 72 + 24;
Затем выполняем сложение, тоже слева направо: 5 + 3 = 8; 8 + 72 = 80; 80 + 24 = 104. Однако будьте осторожны - не все операторы придерживаются этого порядка выполнения. Например, операторы присваивания вычисляются справа налево! Но что же делать, если установленный порядок приоритетов не отвечает вашим намерениям? Рассмотрим выражение:
TotalSeconds = NumMinutesToThink + NumMinutesToType * 60
Предположим, что в этом выражении вы не хотите умножать значение переменной NumMinutesToType на число 60, а затем складывать результат со значением переменной NumMinutesToThink. Вам нужно сначала сложить значения двух переменных, чтобы получить общее число минут, а затем умножить это число на 60, получив тем самым общее количество секунд.
В этом случае для изменения порядка выполнения действий, предписанного приоритетом операторов, нужно использовать круглые скобки. Элементы, заключенные в круглые скобки, имеют более высокий приоритет, чем любые другие математические операторы. Поэтому для реализации ваших намерений приведенное выше выражение нужно представить в таком виде:
TotalSeconds = (NumMinutesToThink + NumMinutesToType) * 60