Операции

Операции – это лексемы, обозначающие конкретные вычисления и применяемые к переменным и другим объектам в выражении. Язык С/C++ особенно богат операциями, включая не только общие арифметические и логические операции, но также операции манипуляции с двоичными кодами, компонентами структур и объединений и указателями (обращениями по адресу и ссылке).

В языке С++ операции могут быть перегружаемыми и неперегружаемыми. Перегрузка позволяет переопределять действия любой стандартной операции, когда используемые объекты представляют собой класс. Поэтому на данном этапе рассмотрим только неперегружаемые стандартные операции.

В языке С/C++ используются следующие стандартные операции:

[ ]	()	.	– >	++	– –
&	*	+	–	~	!
Sizeof	/	%	<<	>>	<
>	<=	>=	==	!=	^
|	&&	||	?:	=	*=
/=	%=	+=	– =	<<=	>>=
&=	^=	|=	,	#	##
Операции # и ## используются только препpоцессоpом.

Кроме перечисленных в языке С++ имеются следующие операции:

::

.*

– >*

Некоторые операции могут иметь более чем одну интерпретацию в зависимости от контекста (таблица 2.2).

Таблица 2.2 – Операции, имеющие более чем одну интерпретацию

Название операции	Пояснение
A * B	Умножение
*ptr	Обращение по адресу (ссылка)
A & B	Побитовая AND
&A	Операция взятия адреса
int &	Модификатор ссылки (С++)
label:	Метка
a ? x : y	Условный оператор
void func(int n);	Прототип функции
a = (b+c)*d	Изменение приоритета выражения
a, b, c;	Выражение с запятыми
func(a, b, c);	Вызов функции
a = ~b;	Поразрядное отрицание
~func() {delete a;}	Деструктор (С++)

Операции могут быть унарными (с одним) и бинарными (с двумя операндами).

Унарные операции перечислены в таблице (2.3).

Таблица 2.3 – Унарные операции

Название операции	Пояснение	Примеры
&	Адресная операция	int i=1,*p=&i;//инициализация указателя
*	Операция косвенной адресации	int j=2; *p=j; // то же, что и i=j
+	Унарный плюс	i=+1; j=+2
–	Унарный минус	i= – 1; j= – 2
~	Побитовое отрицание	Создает обратный код операнда
!	Логическое отрицание	0 если операнд не 0; 1 если операнд 0
++	Префикс, постфикс (инкремент)	++i; /* префикс */ j++; /* постфикс */
– –	Префикс, постфикс (декремент)	– – i; j – – ; /* декремент */

Операция sizeof (операнд) определяет размер в байтах области памяти, занимаемой операндом. Операндом может быть переменная, массив, структура, перечисление и другие объекты.

К бинарным операциям относятся следующие операции (таблица 2.4):

• аддитивные;

• мультипликативные;

• сдвига;

• поразрядные;

• логические;

• присваивания;

• сравнения и равенства;

• доступа к компонентам;

• обращения к функции.

Аддитивные операции (бинарный плюс (сложение) и бинарный минус (вычитание) выполняются со встроенными типами данных (int, short, float, double и т.д.).

К мультипликативным операциям относятся умножение, деление, выделение остатка от деления. Операция / всегда означает деление. Однако если с обеих сторон от нее стоят целые величины (константы, переменные или их комбинации), она выполняет целочисленное деление. Если в результате такого деления получается остаток, С++ его отбрасывает. Операция % означает выделение остатка при целочисленном делении. Эта операция требует, чтобы с обеих сторон от ее знака стояли целые величины.

Таблица 2.4 – Унарные операции

Тип операции	Название операции	Обозначение
Аддитивные	Бинарный плюс (сложение)	+
	Бинарный минус (вычитание)	-
Мультипликативные	Умножение	*
	Деление	/
	Выделение остатка от деления	%
Сдвига	Сдвиг кода влево	<<
	Сдвиг кода вправо	>>
Поразрядные	Поразрядное AND	&
	Поразрядное XOR – исключающее OR	^
	Поразрядное включающее OR	|
Логические	Логическое AND	&&
	Логическое OR	||
Присваивания	Присваивания	=
	Умножение с присваиванием	*=
	Деление с присваиванием	/=
	Остаток от деления с присваиванием	%=
	Сложение с присваиванием	+=
	Вычитание с присваиванием	– =
	Сдвиг влево с присваиванием	<<=
	Сдвиг вправо с присваиванием	>>=
	Поразрядное AND с присваиванием	&=
	Поразрядное XOR с присваиванием	^=
	Поразрядное OR с присваиванием	|=
Сравнения и равенства	Меньше чем	<
	Больше чем	>
	Меньше чем или равно	<=
	Больше чем или равно	>=
Равенства	Равно	= =
	Не равно	! =
Доступа к компонентам	Прямой выбор компоненты	.
	Косвенный выбор компоненты	– >
Члена класса	Доступ к компоненту класса	::
	Прямое обращение через указатель к члену класса	.*
	Косвенное обращение через указатель к члену класса	– >*
Условная операция	"Если а истинно, то х, иначе y	a ? x : y
Обращения к функции	Например, y = sin(x)
Операция запятая		,

Операции сдвига – сдвиг кода влево, сдвиг кода вправо. При выходе бит из разрядной сетки биты теряются. В языке С++ эти операции могут быть перегружены и при подключении файла iostream.h они используются для ввода/вывода информации.

Поразрядные операции (поразрядное AND, поразрядное XOR – исключающее OR, поразрядное включающее OR) выполняются по следующему правилу:

E1	E2	E1&E2	E1^E2	E1|E2
0	0	0	0	0
1	0	0	1	1
0	1	0	1	1
1	1	1	0	1

Например,

a= (a|b)^(a&b)

При a =3, b = 5 имеем: 011 | 101 –

первая скобка равна 111, 011 & 101– вторая скобка равна001.

Общий результат равен

a = 111^001 = 110, т.е.6.

Логическими операциями являются логическое AND и логическое OR. Например, пусть на координатной плоскости x – y (рисунок 2.2) заданы две области (в первом и третьем квадрантах). Точки на осях x, y задаются двумя координатами – x,y (например, 0,4 т.е. x = 0, y = 4 и т.д.).

Выберем произвольно точку с координатами x и y и проверим, попала ли эта точка в заштрихованную область.

Если условие

x >= 0 && y >=4 && y <= 6 || y <= 0 && x >= – 6 && x <= – 4

выполняется, то точка с координатами x и y попала в заштрихованную область.

К операциям присваивания относятся следующие операции:

• присваивание;

• умножение с присваиванием;

• деление с присваиванием;

• остаток от деления с присваиванием;

• сложение с присваиванием;

• вычитание с присваиванием;

• сдвиг влево с присваиванием;

• сдвиг вправо с присваиванием;

• поразрядное AND с присваиванием;

• поразрядное XOR с присваиванием;

• поразрядное OR с присваиванием.

Составные операции присваиванияинтерпретируются следующим образом. Запись

Е1 операция = Е2;

имеет тот же смысл, что и запись

Е1 = Е1 операция Е2;

Например, запись

E1 += E2

интерпретируется как

E1 = E1 + E2.

В одной строке может стоять больше одной операции присваивания (=), например:

a=b=c=d=100;

Знак =всегда означает: "переменной слева присвоить значение, стоящее справа". Операция выполняется справа налево. Поэтому первой значение100получает переменнаяd, затемс, bиа.

Знак присвоить может стоять даже внутри математического выражения:

x = 5+(r = 9-c);

Здесь сначала переменной rбудет присвоено значение9-с, а затем переменнаяxполучит значение5+9-с;

К операциям сравнения и равенства относятся следующие операции:

• меньше чем;

• больше чем;

• меньше чем или равно;

• больше чем или равно.

Операциями равенства являются операции:

• равно;

• не равно.

Знак = никогда не используется как знак сравнения. В языке C++ нет логического типа. Поэтому, если выражение принимает ненулевое значение, то оно считается истинным, а если принимает нулевое значение – то оно считается ложным;

К операциям доступа к компонентам относятся следующие операции:

• прямой выбор компоненты;

• косвенный выбор компоненты.

К операциям члена класса относятся следующие операции:

• доступ к компоненту класса;

• прямое обращение через указатель к члену класса;

• косвенное обращение через указатель к члену класса.

Условной операцией является операция

a ? x : y; "если а истинно, то х, иначе y"

Например:

ans = (а>b) ? (a):(b);

Операция «запятая» (,) не работает непосредственно с данными, а приводит к вычислению выражения слева направо. Эта операция дает возможность использовать в одной строке несколько выражений, разделенных запятой. Например:

int main()

{

int i = 10, j = 25; // Используется операция “запятая”

return 0;

}

или

i = 10;

j = (i = 12, i+8); // Результат выполнения: j=20

Сначала i получит значение 10, затем использование операции "запятая" приведет к тому, что i получит значение 12, а затем значение i+8, т.е. 12+8=20. Этот результат будет присвоен j;

Операцией обращения к функции является, например:

y = sin(x) ).

Приведем приоритеты операций (таблица 2.5), начиная с высшего (1) и кончая низшим (15) приоритетом:

Таблица 2.5 – Приоритеты операций

Приоритет	Операция	Описание	Порядок выполнения
1	++	Префиксный инкремент	Слева направо
	--	Префиксный декремент
	( )	Вызов функции, выделение выражения, преобразование типа
	[ ]	Доступ к элементу массива
	->	Косвенный доступ к элементу структуры
	.	Прямой доступ к элементу структуры
2	!	Логическое отрицание	Справа налево
	~	Порязрядное логическое НЕ (обратный код)
	-	Унарный минус
	+	Унарный плюс
	(type)	Преобразование к типу type
	*	Выбор значения, содержащееся в памяти, на которое указывает указатель
	&	Взять адрес объекта
	sizeof ( )	Определение размера в байтах объекта, указанного в скобках
	new, delete	Работа с динамической памятью
3	*	Умножение	Слева направо
	/	Деление
	%	Выделение остатка от деления целых чисел
4	+	Сложение	Слева направо
	-	Вычитание
5	<<	Поразрядный сдвиг кода влево	Слева направо
	>>	Поразрядный сдвиг кода вправо
6	<	Меньше	Слева направо
	<=	Меньше или равно
	>	Больше
	>=	Больше или равно
7	= =	Равно	Слева направо
	!=	Не равно
8	&	Поразрядное логическое «И»	Слева направо
9	^	Поразрядное исключающее «ИЛИ» (XOR)	Слева направо
10	|	Поразрядное логическое «ИЛИ»	Слева направо
11	&&	Логическое «И»	Слева направо
12	||	Логическое «ИЛИ»	Слева направо
13	?:	Условная операция	Слева направо
14	=	Присваивание	Слева направо
	+=	Сложение с присваиванием
	-=	Вычитание с присваиванием
	*=	Умножение с присваиванием
	/=	Деление с присваиванием

Окончание таблицы 2.5

Приоритет	Операция	Описание	Порядок выполнения
14	%=	Определение остатка от деления с присваиванием	Слева направо
	<<=	Сдвиг влево с присваиванием
	>>=	Сдвиг вправо с присваиванием
	&=	Поразрядное логическое И с присваиванием
	^=	Поразрядное исключающее ИЛИ с присваиванием
	|=	Поразрядное логическое ИЛИ с присваиванием
15	,	Операция «запятая»	Слева направо
	++	Постфиксный инкремент
	--	Постфиксный декремент

Префиксный и постфиксные операции различаются приоритетом. Префиксные операции имеют самый большой приоритет и выполняются до любой другой операции. Постфиксные операции имею самый маленький приоритет и выполняются после всех остальных операций.