C++ 表达式

作者: ixiaoyang8 | 来源:发表于2020-11-11 22:18 被阅读0次

表达式是运算符和它们的操作数的序列,它指定一项计算。

表达式的求值可以产生一个结果(比如 2+2 的求值产生结果 4),也可能产生副作用(比如对 std::printf("%d",4) 的求值在标准输出上打印字符 '4')。

概述

值类别(左值 (lvalue)、右值 (rvalue)、泛左值 (glvalue)、纯右值 (prvalue)、亡值 (xvalue))是根据表达式的值所进行的分类

实参和子表达式的求值顺序指定获得中间结果所用的顺序

运算符

常见运算符

赋值自增

自减

算术逻辑比较成员访问其他

a = b

a += b

a -= b

a *= b

a /= b

a %= b

a &= b

a |= b

a ^= b

a <<= b

a >>= b

++a

--a

a++

a--

+a

-a

a + b

a - b

a * b

a / b

a % b

~a

a & b

a | b

a ^ b

a << b

a >> b

!a

a && b

a || b

a == b

a != b

a < b

a > b

a <= b

a >= b

a <=> b

a[b]

*a

&a

a->b

a.b

a->*b

a.*b

a(...)

a, b

? :

特殊运算符

static_cast 转换一个类型为另一相关类型

dynamic_cast 在继承层级中转换

const_cast 添加或移除 cv 限定符

reinterpret_cast 转换类型到无关类型

C 风格转型 以 static_cast 、 const_cast 及 reinterpret_cast 的混合转换一个类型到另一类型

new 创建有动态存储期的对象

delete 销毁先前由 new 表达式创建的对象,并释放其所拥有的内存区域

sizeof 查询类型的大小

sizeof... 查询形参包的大小(C++11 起)

typeid 查询类型的类型信息

noexcept 查询表达式是否能抛出异常(C++11 起)

alignof 查询类型的对齐要求(C++11 起)

运算符优先级定义了运算符绑定到其各实参的顺序

替代表示是一些运算符的其他代用书写方式

运算符重载允许对用户定义的类指定各运算符的行为。

转换

标准转换为从一个类型到另一类型的隐式转换

const_cast 转换

static_cast 转换

dynamic_cast 转换

reinterpret_cast 转换

显式转型转换,使用 C 风格写法和函数式写法

用户定义转换使得可以指定源自用户定义类的转换

内存分配

new 表达式动态地分配内存

delete 表达式动态地解分配内存

其他

常量表达式能在编译期求值并在编译期语境(如模板实参、数组大小等等)中使用

sizeof

alignof

typeid

throw 表达式

初等表达式

任何运算符的操作数都可以是其他的表达式或初等表达式(例如,1+2*3 中 operator+ 的操作数是子表达式 2*3 和初等表达式 1)。

初等表达式包括以下各项:

字面量(例如 2 或 "Hello, world")

标识表达式,包括

经过适当声明的无限定的标识符(例如 n 或 cout),以及

经过适当声明的有限定的标识符(例如 std::string::npos

lambda 表达式 (C++11)

折叠表达式 (C++17)

requires 表达式 (C++20)

括号中的任何表达式也被归类为初等表达式:这确保了括号具有比任何运算符更高的优先级。括号保持值、类型和值类别不变。

字面量

字面量是 C++ 程序中用以表现嵌入到源代码中的常量值的记号。

整数字面量是整数类型的十进制、八进制、十六进制或二进制 (C++14 起)的数值

字符字面量是有下列类型之一的单个字符:

char 或 wchar_t

char16_t 或 char32_t (C++11 起)

char8_t (C++20 起)

浮点字面量是 float、double 或 long double 类型的值

字符串字面量是有下列类型之一的字符序列:

const char[] 或 const wchar_t[]

const char16_t[] 或 const char32_t[] (C++11 起)

char8_t (C++20 起)

布尔字面量是 bool 类型的值,即 true 和 false

nullptr 是指针字面量,指定一个空指针值 (C++11 起)

用户定义字面量是用户指定的类型的常量值 (C++11 起)

不求值表达式

运算符 typeidsizeofnoexcept 和 decltype (C++11 起) 的操作数是不求值表达式(除非运算符为 typeid 而操作数是多态泛左值),因为这些运算符仅查询其操作数的编译期性质。因此,std::size_t n = sizeof(std::cout << 42); 不进行控制台输出。

不求值的运算数被当做完整表达式,即便它们在语法上是某个更大的表达式的操作数也是如此(例如,这意味着 sizeof(T()) 要求 T::~T 可访问)(C++14 起)

requires 表达式也是不求值表达式。(C++20 起)

弃值表达式

弃值表达式是仅用来实施其副作用的表达式。从这种表达式计算的值被舍弃。这样的表达式包括任何表达式语句的完整表达式,内建逗号运算符的左边的实参,以及转型到类型 void 的转型表达式的实参。

弃值表达式的计算结果永远不进行数组到指针和函数到指针转换。当且仅当该表达式是 volatile 限定的泛左值,并具有下列形式之一(必须为其内建含义,可以有括号)时,进行左值到右值转换:

标识表达式 (id-expression)

数组下标表达式

类成员访问表达式

间接寻址

成员指针操作

条件表达式,其第二个和第三个操作数都是这些表达式中的一种

逗号表达式,其右操作数是这些表达式中的一种。

此外,若该左值拥有 volatile 限定的类类型,则要求用 volatile 复制构造函数来初始化作为结果的右值临时量。

如果表达式(经过可能会发生的任何左值向右值转换之后)是非 void 纯右值,则进行临时量实质化

当表达式丢弃了声明为 [[nodiscard]] 的值,而它不是转型为 void 的表达式时,编译器可以发布警告。

(C++17 起)

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