Операторы в C и C++

Языки программирования Си и Си++ поддерживают сходный набор операторов. Некоторые из операторов недоступны в языке Си. Кроме того Си не поддерживает перегрузку операторов.

Операторы &&, || и , (оператор comma), при условии что не перегружены, определяют sequence point (точку следования) после вычисления первого операнда.

Также в Си++ имеются операторы приведения типа: const_cast, static_cast, dynamic_cast и reinterpret_cast, которые не были включены в таблицу для краткости.

Многие операторы языков Си и Си++ также доступны в других языках, например C#, Java, Perl, PHP. При этом обычно сохраняется их приоритет, ассоциативность и семантика.

Содержание

1 Таблицы
2 Приоритеты операторов
- 2.1 Примечания
- 2.2 Синонимы операторов в C++
3 Примечания
4 Ссылки

Таблицы

Символами a, b и c обозначаются значения (литералы, значения переменных, возвращаемые значения), имена объектов, lvalue.

«Перегружаемый» обозначает возможность перегрузки оператора в языке C++. «Реализован в Си» означает, существует ли такой оператор в языке Си.

В колонке «пример» показано, как объявлять перегруженный оператор.

Арифметические операторы

Оператор		Синтаксис	Перегружаемый	Реализован в Си	Пример (R, S и T обозначают тип)
Оператор		Синтаксис	Перегружаемый	Реализован в Си	Член типа T	Определение вне класса
Присваивание		`a = b`	Да	Да	R T::operator =(S b);	Н/Д
Сложение		`a + b`	Да	Да	R T::operator +(S b);	R operator +(S a, T b);
Вычитание		`a - b`	Да	Да	R T::operator -(S b);	R operator -(S a, T b);
Унарный плюс		`+a`	Да	Да	R T::operator +();	R operator +(S a);
Унарный минус		`-a`	Да	Да	R T::operator -();	R operator -(S a);
Умножение		`a * b`	Да	Да	R T::operator *(S b);	R operator *(S a, T b);
Деление		`a / b`	Да	Да	R T::operator /(S b);	R operator /(S a, T b);
Операция модуль (остаток от целочисленного деления)^{[note 1]}		`a % b`	Да	Да	R T::operator %(S b);	R operator %(S a, T b);
Инкремент	префиксный	`++a`	Да	Да	R T::operator ++();	R operator ++(S a);
	суффиксный	`a++`	Да	Да	R T::operator ++(int);	R operator ++(S a, int);
	суффиксный	`a++`	Да	Да	Прим.: C++ использует неименованный параметр int для различения префиксной и суффиксной форм.
Декремент	префиксный	`--a`	Да	Да	R T::operator --();	R operator --(S a);
	суффиксный	`a--`	Да	Да	R T::operator --(int);	R operator --(S a, int);
	суффиксный	`a--`	Да	Да	Прим.: C++ использует неименованный параметр int для различения префиксной и суффиксной форм.

Операторы сравнения

Оператор name	Синтаксис	Перегружаемый	Реализован в Си	Пример (R, S и T обозначают тип)
Оператор name	Синтаксис	Перегружаемый	Реализован в Си	Член типа T	Определение вне класса
Равенство	`a == b`	Да	Да	R T::operator ==(S b);	R operator ==(S a, T b);
Неравенство	`a != b`	Да	Да	R T::operator !=(S b);	R operator !=(S a, T b);
Больше	`a > b`	Да	Да	R T::operator >(S b);	R operator >(S a, T b);
Меньше	`a < b`	Да	Да	R T::operator <(S b);	R operator <(S a, T b);
Больше или равно	`a >= b`	Да	Да	R T::operator >=(S b);	R operator >=(S a, T b);
Меньше или равно	`a <= b`	Да	Да	R T::operator <=(S b);	R operator <=(S a, T b);

Логические операторы

Оператор	Синтаксис	Перегружаемый	Реализован в Си	Пример (R, S и T обозначают тип)
Оператор	Синтаксис	Перегружаемый	Реализован в Си	Член типа T	Определение вне класса
Логическое отрицание NOT	`!a`	Да	Да	R T::operator !();	R operator !(S a);
Логическое И	`a && b`	Да	Да	R T::operator &&(S b);	R operator &&(S a, T b);
Логическое ИЛИ	`a \|\| b`	Да	Да	R T::operator \|\|(S b);	R operator \|\|(S a, T b);

Побитовые операторы

Оператор	Синтаксис	Перегружаемый	Реализован в Си	Пример (R, S и T обозначают тип)
Оператор	Синтаксис	Перегружаемый	Реализован в Си	Член типа T	Определение вне класса
Побитовая инверсия	`~a`	Да	Да	R T::operator ~();	R operator ~(S a);
Побитовое И	`a & b`	Да	Да	R T::operator &(S b);	R operator &(S a, T b);
Побитовое ИЛИ	`a \| b`	Да	Да	R T::operator \|(S b);	R operator \|(S a, T b);
Побитовое исключающее ИЛИ (XOR)	`a ^ b`	Да	Да	R T::operator ^(S b);	R operator ^(S a, T b);
Побитовый левый сдвиг^{[note 2]}	`a << b`	Да	Да	R T::operator <<(S b);	R operator <<(S a, T b);
Побитовый правый сдвиг^{[note 2]}^{[note 3]}	`a >> b`	Да	Да	R T::operator >>(S b);	R operator >>(S a, T b);

Составное присваивание

Оператор	Синтаксис	Значение	Перегружаемый	Реализован в Си	Пример (R, S и T обозначают тип)
Оператор	Синтаксис	Значение	Перегружаемый	Реализован в Си	Член типа T	Определение вне класса
Присваивание с суммированием	`a += b`	`a = a + b`	Да	Да	R T::operator +=(S b);	R operator +=(S a, T b);
Присваивание с вычитанием	`a -= b`	`a = a - b`	Да	Да	R T::operator -=(S b);	R operator -=(S a, T b);
Присваивание с умножением	`a *= b`	`a = a * b`	Да	Да	R T::operator *=(S b);	R operator *=(S a, T b);
Присваивание с делением	`a /= b`	`a = a / b`	Да	Да	R T::operator /=(S b);	R operator /=(S a, T b);
Присваивание по модулю	`a %= b`	`a = a % b`	Да	Да	R T::operator %=(S b);	R operator %=(S a, T b);
Присваивание с побитовым И	`a &= b`	`a = a & b`	Да	Да	R T::operator &=(S b);	R operator &=(S a, T b);
Присваивание с побитовым ИЛИ	`a \|= b`	`a = a \| b`	Да	Да	R T::operator \|=(S b);	R operator \|=(S a, T b);
Присваивание с побитовым исключающим ИЛИ (XOR)	`a ^= b`	`a = a ^ b`	Да	Да	R T::operator ^=(S b);	R operator ^=(S a, T b);
Присваивание с побитовым сдвигом влево	`a <<= b`	`a = a << b`	Да	Да	R T::operator <<=(S b);	R operator <<=(S a, T b);
Присваивание с побитовым сдвигом вправо^{[note 3]}	`a >>= b`	`a = a >> b`	Да	Да	R T::operator >>=(S b);	R operator >>=(S a, T b);

Операторы работы с указателями и членами класса

Оператор	Синтакисис	Перегружаемый	Реализован в Си	Пример (R, S и T обозначают тип)
Оператор	Синтакисис	Перегружаемый	Реализован в Си	Член типа T	Определение вне класса
Обращение к элементу массива	`a[b]`	Да	Да	R T::operator [](S b);	Н/Д
Непрямое обращение («объект на который указывает a»)	`*a`	Да	Да	R T::operator *();	R operator *(S a);
Ссылка («адрес a»)	`&a`	Да	Да	R T::operator &();	R operator &(S a);
Обращение к члену структуры («член b объекта, на который указывает a»)	`a->b`	Да	Да	R T::operator ->();^{[note 4]}	Н/Д
Обращение к члену структуры («член b объекта a»)	`a.b`	Нет	Да	Н/Д
Член, на который указывает b, в объекте на который указывает a^{[note 5]}	`a->*b`	Да	Нет	R T::operator ->*(S a);	R operator ->*(S a, T b);
Член, на который указывает b, в объекте a	`a.*b`	Нет	Нет	Н/Д

Другие операторы

Оператор	Синтаксис	Перегружаемый	Реализован в Си	Пример (R, S и T обозначают тип)
Оператор	Синтаксис	Перегружаемый	Реализован в Си	Член типа T	Определение вне класса
Вызов функции См. Function object.	`a(a1, a2)`	Да	Да	R T::operator ()(S a1, U a2, ...);	Н/Д
Оператор "запятая"	`a, b`	Да	Да	R T::operator ,(S b);	R operator ,(S a, T b);
Условный оператор	`a ? b : c`	Нет	Да	Н/Д
Оператор изменения области видимости	`a::b`	Нет	Нет	Н/Д
Size-of (размер)	`sizeof(a)`^{[note 6]} `sizeof(type)`	Нет	Да	Н/Д
Align-of (выравнивание)	`alignof(type)` or `_Alignof(type)`^{[note 7]}	Нет	Да	Н/Д
Идентификация типа	`typeid(a)` `typeid(type)`	Нет	Нет	Н/Д
Преобразование типа	`(type) a`	Да	Да	T::operator R();	Н/Д
Преобразование типа	`(type) a`	Да	Да	Для определенных пользователем преобразований возвращаемый тип задается неявно и совпадает с именем оператора.
Выделение памяти	`new type`	Да	Нет	void* T::operator new(size_t x);	void* operator new(size_t x);
Выделение памяти (массив)	`new type[n]`	Да	Нет	void* T::operator new[](size_t x);	void* operator new[](size_t x);
Освобождение памяти	`delete a`	Да	Нет	void T::operator delete(void* x);	void operator delete(void* x);
Освобождение памяти (массив)	`delete[] a`	Да	Нет	void T::operator delete[](void* x);	void operator delete[](void* x);

Примечания:

↑ Оператор модуля работает только с целыми; для плавающих используется библиотечная функция (например fmod).
↑ ¹ ² В библиотеке iostream операторы << и >> используются для работы с потоковым выводом и вводом.
↑ GCC используют арифметический сдвиг, а некоторые могут реализовывать логический сдвиг.
↑ Возвращаемый тип operator->() должен быть типом, к которому применим оператор ->, например, указателем. Если x имеет тип C, и класс C перегружает оператор operator->(), выражение x->y раскрывается как x.operator->()->y.
«Implementing operator->* for Smart Pointers», Scott Meyers // DrDobb’s, Oct 1999.

↑ Скобки являются необязательными, если берется размер переменной, и обязательны при работе с типами. Тем не менее, обычно оператор записывают со скобками.

↑ C++ определяет оператор alignof, тогда как в языке C аналогичный оператор называется _Alignof.

Приоритеты операторов

В данной таблице указаны приоритеты операторов и их ассоциативность. Операторы, указанные в таблице выше (раньше), имеют более высокий приоритет (приоритет вычисления). При рассмотрении выражения, операторы, имеющие более высокий приоритет, будут вычислены раньше операторов с низким приоритетом. Если несколько операторов указаны в одной ячейке, то они имеют одинаковый приоритет и вычисляются в последовательности, задаваемой ассоциативностью. Приоритеты операторов не изменяются при их перегрузке.

Таблица приоритетов применима в большинстве случаев, но не позволяет решить несколько типов выражений. В частности, условный оператор ?: может содержать в качестве среднего операнда любое выражение. Так, код a ? b , c : d воспринимается как a ? (b, c) : d, но не как бессмысленный (a ? b), (c : d).

Приоритет Оператор Описание Ассоциативность

1
Наивысший
:: Изменение области видимости Слева направо

2 ++ Суффиксный инкремент

-- Суффиксный декремент

() Вызов функции

[] Взятие элемента массива

. Выбор элемента по ссылке

-> Выбор элемента по указателю

typeid() RTTI (только C++; см typeid)

const_cast Преобразование типов (C++) (см const cast)

dynamic_cast Преобразование типов (C++) (см dynamic cast)

reinterpret_cast Преобразование типов (C++) (см reinterpret cast)

static_cast Преобразование типов (C++) (см static cast)

3 ++ Префиксный инкремент Справа налево

-- префиксный декремент

+ Унарный плюс

- Унарный минус

! Логическое НЕ

~ Побитовое НЕ

(type) Приведение типов

* Разыменование указателя

& Взятие адреса

sizeof Size-of (размер)

new, new[] Выделение динамической памяти (C++)

delete, delete[] Освобождение динамической памяти (C++)

4 .* Указатель на член (C++) Слева направо

->* Указатель на член (C++)

5 * Умножение

/ Деление

% Взятие модуля (остаток от деления)

6 + Сложение

- Вычитание

7 << Побитовый сдвиг влево

>> Побитовый сдвиг вправо

8 < Менее

<= Менее или равно

> Более

>= Более или равно

9 == Равенство

!= Неравенство

10 & Побитовое И

11 ^ Побитовое исключающее или (XOR)

12 | Побитовое ИЛИ

13 && Логическое И

14 || Логическое ИЛИ

15 ?: Условный оператор Справа налево

16 = Прямое присваивание Справа налево

+= Присваивание со сложением

-= Присваивание с вычитанием

*= Присваивание с умножением

/= Присваивание с делением

%= Присваивание с взятием остатка от деления

<<= Присваивание с побитовым сдвигом влево

>>= Присваивание с побитовым сдвигом вправо

&= Присваивание с побитовым И

^= Присваивание с побитовым XOR

|= Присваивание с побитовым OR

17 throw Оператор создания исключения (C++)

18 , Оператор Comma Слева направо

Примечания

Таблица приоритетов определяет приоритет в цепочках выражений, когда порядок вычислений не был явно задан скобками.

Например, ++x*3 был бы двусмысленным без каких-либо правил приоритетов. По таблице можно сказать, что x сначала связывается с оператором ++, и только затем с оператором *, поэтому независимо от действия оператора ++, это действие только над x (а не над x*3). Таким образом, выражение эквивалентно (++x, x*3).

Аналогично с кодом 3*x++, где таблица утверждает, что инкремент применяется только к x а не к 3*x. Функционально это выражение эквивалентно (tmp=3*x, ++x, tmp), если выразить временную переменную как tmp.

Приоритеты и связывание

Связывание операторов в стандартах C и C++ определено через грамматику языка, а не через таблицу. Это может создать конфликт. Например, в языке Си синтаксис условного оператора таков:

logical-OR-expression ? expression : conditional-expression

А в языке Си++:

logical-OR-expression ? expression : assignment-expression

Из-за этого выражение:

e = a < d ? a++ : a = d

будет воспринято по-разному в этих двух языках. В Си выражение синтаксически некорректно, но многие компиляторы воспринимают его как:

e = ((a < d ? a++ : a) = d)

Этот вариант ошибочен, так как результат условного оператора не является lvalue.

В C++, выражение будет разобрано как корректное:

e = (a < d ? a++ : (a = d))

Приоритеты побитовых логических операторов несколько неинтуитивны.^[1] Концептуально & и | являются такими же арифметическими операторами как + и *.

Выражение a & b == 7 синтаксически воспринимается как a & (b == 7), но выражение a + b == 7 эквивалентно (a + b) == 7. Из-за этого часто требуется пользоваться скобками для явного задания порядка вычислений.

Синонимы операторов в C++

В C++ определены^[2] ключевые слова, являющиеся синонимами к некоторым операторам: and (&&), bitand (&), and_eq (&=), or (||), bitor (|), or_eq (|=), xor (^), xor_eq (^=), not (!), not_eq (!=), compl (~). Они могут использоваться точно так же как и оператор. Фактически они являются другим вариантом символьной записи тех же операторов. Например, bitand может использоваться не только для замены побитового оператора И, но и как оператор взятия адреса, или даже при задании ссылочных типов (допустима запись int bitand ref = n; что эквивалентно int & ref = n;).

В стандарте ANSI C (ISO C) эти ключевые слова определены как макросы препроцессора в заголовочном файле <iso646.h>. Для совместимости, в C++ существует фиктивный заголовочный файл <ciso646>.

Примечания

Chistory

ISO/IEC JTC1/SC22/WG21 - The C++ Standards Committee ISO/IEC 14882:1998(E) Programming Language C++. — International standardization working group for the programming language C++. — P. 40–41.

Ссылки

C++ Operators // Cpp Reference

Prefix vs. Suffix operators in C and C++ // MSDN

Язык программирования Си

ANSI C (C89 и C90) • C99 • C11

Компиляторы Borland Turbo C • Clang • GCC • LCC • Pelles C • PCC • TCC • Visual C++ (C++/CLI • C++/CX) • Watcom C/C++ compiler

Библиотеки Стандартная библиотека языка Си • glibc • dietlibc • uClibc • Newlib • Eglibc • Bionic

Особенности C-строка • Синтаксис • Препроцессор • Заголовочные файлы • Типы и объявления переменных • Функции

Избранные потомки C++ • C# • D • Objective-C • Java • Alef • Limbo • Go • Vala

C и другие языки C и C++ (Совместимость • Операторы) • Сравнение Pascal и C • Компилятор C в байт-код Java

Категория:Язык программирования Си

Lt304888.ru

Туристические услуги

Рекомендуем