Операции и выражения

Директивы препроцессора

Препроцессор – это программа или часть программы, которая выполняет обработку исходного кода до начала компиляции.

Таблица 1.6 – Частые директивы препроцессора
Директива препроцессора	Выполняемое действие	Примечание
#include <файл> или #include «файл»	Указанный файл вставляется в код вместо директивы	Используется для включения заголовочных файлов, чтобы данный код мог задействовать функциональность, определённую где-то в другом месте
#define ключ значение	Каждое вхождение заданного элемента ключ заменяется заданным элементом значение	В Си используется для определения константного значения или макроопределения. В Си++ используется редко, так как есть const
#ifdef ключ или #ifndef ключ   #endif	Код внутри ifdef-endif или ifndef-endif блоков включается или опускается в зависимости от того, определён ли заданный элемент ключ с помощью директивы #define	В основном используется для защиты от многократных включений кода

В любой программе требуется производить вычисления. Для вычисления значений используются выражения, которые состоят из операндов, знаков операций и скобок. В приведенном выше примере программы выражение использовалось для вычисления суммы в рублях. Другие примеры выражений:

(a + 0.12) / 6x && y ||! z(t * sin(x) - 1.05e4) / ((2 * k + 2) * (2 * k + 3))a = b = c b++cout << ai++, j++

Операнды задают данные для вычислений. Операции задают действия, которые необходимо выполнить. Каждый операнд является, в свою очередь, выражением или одним из его частных случаев, например, константой или переменной. Операции выполняются в соответствии с приоритетами. Для изменения порядка выполнения операций используются круглые скобки. Уровень их вложенности не ограничен.

Язык С++ предоставляет в наше распоряжение внушительный набор операций: арифметические, логические, поразрядные, операции отношения, выделения памяти, преобразования типа, выбора и т. д. В таблице 1.7 приведены простейшие операции, с которых мы начнем изучение.

Таблица 1.3 Простейшие операции языка С++
Операция	Краткое описание
Унарные операции
++	постфиксный инкремент
--	постфиксный декремент
sizeof	размер объекта или типа
--	префиксный декремент
++	префиксный инкремент
!	логическое отрицание
-	арифметическое отрицание (унарный минус)
+	унарный плюс
(<тип>)	преобразование типа
Бинарные и тернарная операции
*	умножение
/	деление
%	остаток от деления
+	сложение
-	вычитание
<	меньше
<=	меньше или равно
>	больше
>=	больше или равно
==	равно
!=	не равно
||	логическое И
&&	логическое ИЛИ
?:	условная операция (тернарная)
=	присваивание
*=	умножение с присваиванием
/=	деление с присваиванием
%=	остаток от деления с присваиванием
+=	сложение с присваиванием
-=	вычитание с присваиванием
,	последовательное вычисление

Операции расположены в порядке убывания приоритета, операции с разными приоритетами отделены горизонтальной чертой. Уровней приоритетов в языке С++ очень много, поэтому в случае сомнений надо обязательно обращаться к справочной информации. Однако основные правила просты и соответствуют принятым в математике: например, вычитание имеет более низкий приоритет, чем умножение, поэтому для того, чтобы оно было выполнено раньше, соответствующая часть выражения заключается в скобки.

Если в одном выражении записано несколько операций одинакового приоритета, то унарные операции, условная операция и операции присваивания выполняются справа налево, остальные – слева направо. Например:

a = b = c означает a = (b = c),

a + b + c означает (a + b) + c.

Порядок вычисления операндов в выражении не определен: например, нельзя считать, что в выражении (sin(x + 2) + cos(y + 1)) обращение к синусу будет выполнено раньше, чем к косинусу. Только четыре операции гарантируют порядок вычислений слева направо:,,?:, && и ||.

Результат вычисления выражения характеризуется значением и типом. Например, пусть описаны две переменные целого типа a и b:

int a = 2, b = 5;

Тогда выражение a + b имеет значение 7 и тип int.

Рассмотрим подробнее некоторые операции.

Операции присваивания (=, +=, -=, *= и т. д.). Формат операции простого присваивания (=):

операнд_1 = операнд_2

Левым операндом должна быть переменная, а правым – любое выражение. Сначала вычисляется выражение, стоящее в правой части операции, а потом его результат записывается в переменную. То, что ранее хранилось в этой переменной, естественно, теряется.

Если тип значения, полученного в результате вычисления, не совпадает с типом левого операнда, то выполняется преобразование типа по умолчанию (об этом – в конце этой лекции).

В составных операциях присваивания (+=, *=, /= и т. п.) при вычислении выражения, стоящего в правой части, используется и значение из левой части. Например, при сложении с присваиванием к значению левого операнда прибавляется значение правого, и результат записывается в левый операнд. Таким образом, выражение a += b является более компактной записью выражения a = a + b.

Операции увеличения и уменьшения на 1 (++ и --). Эти операции, называемые также инкрементом и декрементом, имеют две формы записи - префиксную, когда операция записывается перед операндом, и постфиксную. В префиксной форме сначала изменяется операнд, и новое значение является результатом операции. В постфиксной форме значением выражения является исходное значение операнда, после чего он изменяется:

#include <stdio.h>

int main()

{ int x = 3, y = 3;

printf("Значение префиксного выражения: %d \n", ++x);

printf("Значение постфиксного выражения: %d \n", y++);

printf("Значение х после приращения: %d \n", x);

printf("Значение у после приращения: %d \n", у);

}

Результат работы программы:

Значение префиксного выражения: 4

Значение постфиксного выражения: 3

Значение х после приращения: 4

Значение у после приращения: 4

Как и выражения с присваиванием, выражения с инкрементом и декрементом можно сделать самостоятельным оператором, задав после выражения точку с запятой.

Операции отрицания (-,!). Арифметическое отрицание (унарный минус -) изменяет знак операнда целого или вещественного типа на противоположный. Логическое отрицание (!) дает в результате значение false, если операнд есть true, и значение true, если операнд равен false. Операнд может быть арифметического типа. В этом случае выполняется неявное преобразование в тип bool.

Деление (/) и остаток от деления (%). Операция деления применима к операндам арифметического типа. Если оба операнда целочисленные, результатом операции является целая часть частного (дробная часть отсекается). Например, результатом 5/2 будет 2. Если же хотя бы один операнд вещественный, то и результат будет вещественным числом. В этом случае тип результата определяется правилами преобразования типов, которые, будут рассмотрены далее. Операция остатка от деления применяется только к целочисленным операндам. Знак результата зависит от реализации.

#include <stdio.h>

int main()

{ int x = 11, y = 4;

float z = 4;

printf("Результаты деления: %d %f \n", x / y, x / z);

printf("Остаток: %d \n", x % y);

}

Результат работы программы:

Результаты деления: 2 2.750000

Остаток: 3

Операция последовательного вычисления "запятая" (,). Формат операции:

Дата добавления: 2015-04-30