3.2.3 Инкремент и декремент

Операция ++ явно задает инкремент в отличие от неявного его задания

с помощью сложения и присваивания. По определению ++lvalue означает

lvalue+=1, что, в свою очередь означает lvalue=lvalue+1 при условии,

что содержимое lvalue не вызывает побочных эффектов. Выражение,

обозначающее операнд инкремента, вычисляется только один раз. Аналогично

обозначается операция декремента (--). Операции ++ и -- могут

использоваться как префиксные и постфиксные операции. Значением ++x

является новое (т. е. увеличенное на 1) значение x. Например, y=++x

эквивалентно y=(x+=1). Напротив, значение x++ равно прежнему значению x.

Например, y=x++ эквивалентно y=(t=x,x+=1,t), где t - переменная того

же типа, что и x.

Напомним, что операции инкремента и декремента указателя

эквивалентны сложению 1 с указателем или вычитанию 1 из указателя, причем

вычисление происходит в элементах массива, на который настроен

указатель. Так, результатом p++ будет указатель на следующий элемент.

Для указателя p типа T* следующее соотношение верно по определению:

long(p+1) == long(p) + sizeof(T);

Чаще всего операции инкремента и декремента используются для

изменения переменных в цикле. Например, копирование строки,

оканчивающейся нулевым символом, задается следующим образом:

inline void cpy(char* p, const char* q)

{

while (*p++ = *q++) ;

}

Язык С++ (подобно С) имеет как сторонников, так и противников именно

из-за такого сжатого, использующего сложные выражения стиля

программирования. Оператор

while (*p++ = *q++) ;

вероятнее всего, покажется невразумительным для незнакомых с С.

Имеет смысл повнимательнее посмотреть на такие конструкции, поскольку

для C и C++ они не является редкостью.

Сначала рассмотрим более традиционный способ копирования массива

символов:

int length = strlen(q)

for (int i = 0; i<=length; i++) p[i] = q[i];

Это неэффективное решение: строка оканчивается нулем; единственный

способ найти ее длину - это прочитать ее всю до нулевого символа;

в результате строка читается и для установления ее длины, и для

копирования, то есть дважды. Поэтому попробуем такой вариант:

for (int i = 0; q[i] !=0 ; i++) p[i] = q[i];

p[i] = 0; // запись нулевого символа

Поскольку p и q - указатели, можно обойтись без переменной i,

используемой для индексации:

while (*q !=0) {

*p = *q;

p++; // указатель на следующий символ

q++; // указатель на следующий символ

}

*p = 0; // запись нулевого символа

Поскольку операция постфиксного инкремента позволяет сначала использовать

значение, а затем уже увеличить его, можно переписать цикл так:

while (*q != 0) {

*p++ = *q++;

}

*p = 0; // запись нулевого символа

Отметим, что результат выражения *p++ = *q++ равен *q. Следовательно,

можно переписать наш пример и так:

while ((*p++ = *q++) != 0) { }

В этом варианте учитывается, что *q равно нулю только тогда, когда

*q уже скопировано в *p, поэтому можно исключить завершающее

присваивание нулевого символа. Наконец, можно еще более сократить

запись этого примера, если учесть, что пустой блок не нужен, а

операция "!= 0" избыточна, т.к. результат условного выражения и так

всегда сравнивается с нулем. В результате мы приходим к

первоначальному варианту, который вызывал недоумение:

while (*p++ = *q++) ;

Неужели этот вариант труднее понять, чем приведенные выше? Только

неопытным программистам на С++ или С! Будет ли последний вариант

наиболее эффективным по затратам времени и памяти? Если не считать

первого варианта с функцией strlen(), то это неочевидно. Какой из

вариантов окажется эффективнее, определяется как спецификой системы

команд, так и возможностями транслятора. Наиболее эффективный алгоритм

копирования для вашей машины можно найти в стандартной функции копирования

строк из файла <string.h>:

int strcpy(char*, const char*);

3.2.4 Поразрядные логические операции

Поразрядные логические операции

& | ^ ~ >> <<

применяются к целым, то есть к объектам типа char, short, int, long и

к их беззнаковым аналогам. Результат операции также будет целым.

Чаще всего поразрядные логические операции используются для

работы с небольшим по величине множеством данных (массивом разрядов).

В этом случае каждый разряд беззнакового целого представляет один

элемент множества, и число элементов определяется количеством разрядов.

Бинарная операция & интерпретируется как пересечение множеств,

операция | как объединение, а операция ^ как разность множеств.

С помощью перечисления можно задать имена элементам множества.

Ниже приведен пример, заимствованный из <iostream.h>:

class ios {

public:

enum io_state {

goodbit=0, eofbit=1, failbit=2, badbit=4

};

// ...

};

Состояние потока можно установить следующим присваиванием:

cout.state = ios::goodbit;

Уточнение именем ios необходимо, потому что определение io_state находится

в классе ios, а также чтобы не возникло коллизий, если пользователь заведет свои

имена наподобие goodbit.

Проверку на корректность потока и успешное окончание операции можно

задать так:

if (cout.state&(ios::badbit|ios::failbit)) // ошибка в потоке

Еще одни скобки необходимы потому, что операция & имеет более высокий

приоритет, чем операция "|".

Функция, обнаружившая конец входного потока, может сообщать об этом так:

cin.state |= ios::eofbit;

Операция |= используется потому, что в потоке уже могла быть ошибка

(т.е. state==ios::badbit), и присваивание

cin.state =ios::eofbit;

могло бы затереть ее признак. Установить отличия в состоянии двух

потоков можно следующим способом:

ios::io_state diff = cin.state^cout.state;

Для таких типов, как io_state, нахождение различий не слишком полезная

операция, но для других сходных типов она может оказаться весьма

полезной. Например, полезно сравнение двух разрядных массива, один из

которых представляет набор всех возможных обрабатываемых прерываний,

а другой - набор прерываний, ожидающих обработки.

Отметим, что использование полей ($$R.9.6) может служить удобным

и более лаконичным способом работы с частями слова, чем сдвиги и

маскирование. С частями слова можно работать и с помощью поразрядных

логических операций. Например, можно выделить средние 16 разрядов

из средины 32-разрядного целого:

unsigned short middle(int a) { return (a>>8)&0xffff; }

Только не путайте поразрядные логические операции с просто логическими

операциями:

&& || !

Результатом последних может быть 0 или 1, и они в основном

используются в условных выражениях операторов if, while или for

($$3.3.1). Например, !0 (не нуль) имеет значение 1, тогда как ~0

(дополнение нуля) представляет собой набор разрядов "все единицы",

который обычно является значением -1 в дополнительном коде.