在DEV C++環(huán)境下C語(yǔ)言自加自減運(yùn)算符使用分析

袁玲

摘要：針對(duì)C語(yǔ)言運(yùn)算符使用規(guī)則，分析了在DEV C++環(huán)境下自加/自減運(yùn)算符的使用方法和在復(fù)雜表達(dá)式中的求值情況分析，并針對(duì)問題給出了解決方案。

關(guān)鍵詞：C語(yǔ)言；自增運(yùn)算符；自減運(yùn)算符

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）27-0248-02

Abstract：For the C language operators use rules， analysis of the add-self /sub-self and evaluation in the analysis of complex expressions with DEV C++， and the solutions were given.

Key words： C language；add-self；add-self

C語(yǔ)言是典型的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的使用，也是各大學(xué)普遍開設(shè)的程序設(shè)計(jì)課程。在近年的教學(xué)過程中，大多借用C++的編輯環(huán)境編輯C程序，使用較多的有Visual C++，DEV C++等。在這些編輯環(huán)境下運(yùn)行C程序，對(duì)于某些特定的操作，對(duì)不同的編譯器可能會(huì)得到不同的運(yùn)行結(jié)果。筆者發(fā)現(xiàn)，在C語(yǔ)言的運(yùn)算符中，自加和自減運(yùn)算符的使用非常靈活，是C語(yǔ)言的特色之一，但在使用過程中也比較容易出錯(cuò)?，F(xiàn)就這兩種運(yùn)算符在DEV C++環(huán)境中的使用做一個(gè)詳細(xì)的分析。

1 自加/自減運(yùn)算符的使用方法及運(yùn)算對(duì)象

自加自減運(yùn)算符是C語(yǔ)言特有的單目運(yùn)算符，只能和一個(gè)變量組成表達(dá)式，有前綴和后綴兩種形式。前綴形式為：++操作數(shù)/- -操作數(shù)，后綴形式為操作數(shù)++/操作數(shù)- -。自加運(yùn)算符可以使操作數(shù)的值增加1個(gè)單位，自減運(yùn)算符可以使操作數(shù)的值減少1個(gè)單位。操作數(shù)只能是變量，不允許使用常量和表達(dá)式。比如i和j都是整型變量，使用i++，j++都是合法的，如果對(duì)常量3使用自加運(yùn)算符即3++，則會(huì)使常量3的值增加1，這和常量在程序運(yùn)行期間值不發(fā)生改變的定義相違背；而對(duì)表達(dá)式（i+2）使用自加運(yùn)算符（i+2）++，則會(huì)使表達(dá)式（i+2）的值增加1，但是減少以后的值沒有變量可以存儲(chǔ)，因此這兩種使用方法都不合法。

2 自加/自減運(yùn)算符單獨(dú)使用與在復(fù)合表達(dá)式中使用的區(qū)別

2.1 自加/自減運(yùn)算符單獨(dú)使用

以自加運(yùn)算為例，使用整型變量i作為操作數(shù)，在運(yùn)算符單獨(dú)使用的情況下，有i++；和++i；兩種形式，不論是用前綴表示還是后綴表示，都可以使i的值增加1，當(dāng)然也可以使用賦值語(yǔ)句i=i+1；實(shí)現(xiàn)。但是，對(duì)于多數(shù)C的編譯程序，利用自加/自減運(yùn)算使變量增加/減少1和使用賦值語(yǔ)句相比，生成代碼的運(yùn)行速度會(huì)快很多，目標(biāo)代碼的效率更高一些。因此從效率上分析，前兩種形式的效率更高。

2.2 自加/自減運(yùn)算符在復(fù)合表達(dá)式中使用

同樣以自加運(yùn)算為例，使用整型變量i作為操作數(shù)，分析運(yùn)算符在復(fù)合表達(dá)式中的使用情況。

（1）i=3；y=i++；printf（“i=%d，y=%d”，i，j）；

（2）i=3；y= ++ i；printf（“i=%d，y=%d”，i，j）；

在第一個(gè)程序段中，運(yùn)行結(jié)果為i=4，y=3。說明在y=i++語(yǔ)句中，i先將增加前的值賦給y，在當(dāng)前表達(dá)式計(jì)算完成之后才自己增加1，所以輸出結(jié)果時(shí)，i的值是4，而y的值為3。

在第二個(gè)程序段中，運(yùn)行結(jié)果為i=4，y=4。在y= ++ i語(yǔ)句中，i的值先增加1，再把增加后的值參與本表達(dá)式的運(yùn)算，賦給y，所以i，y的值都為4。

通過以上兩個(gè)程序段的分析，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用后綴表示時(shí)，變量i會(huì)先將自己的值賦給y，再對(duì)自己加1，而使用前綴表示時(shí)，變量i先自己增加1，再將增加后的值賦給y?？梢詫⑦@兩種情況總結(jié)為“變量在前就先使用，變量在后就先加”。

3 自加/自減運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合方向

C語(yǔ)言規(guī)定，在表達(dá)式求值時(shí)，先看運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)高的先運(yùn)算，對(duì)于同一優(yōu)先級(jí)的運(yùn)算符，則按照結(jié)合方向確定運(yùn)算次序。自加/自減運(yùn)算符是單目運(yùn)算符，優(yōu)先級(jí)僅次于括號(hào)等運(yùn)算符，結(jié)合方向?yàn)樽杂蚁蜃?。也就是說在出現(xiàn)多個(gè)同等級(jí)的運(yùn)算符時(shí)，需要按照自右向左的方向運(yùn)算。

比如表達(dá)式y(tǒng)=-i++，按照優(yōu)先級(jí)分析，-和++運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)相同，賦值運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)最低，因此先進(jìn)行-和++運(yùn)算，又因?yàn)樗麄兊慕Y(jié)合方向都是自右向左，因此變量i應(yīng)該先進(jìn)行自加運(yùn)算再進(jìn)行負(fù)號(hào)運(yùn)算。這樣該表達(dá)式就等價(jià)于y=-（i++），如果i的初值為3，則y的值就為-3。注意，這里使用的是后綴表示，所以應(yīng)該先使用i的值再自加，所以y的值不是-4。

在另外一個(gè)表達(dá)式y(tǒng)=i+++j中，如果i的初值為3，j的初值為2，該表達(dá)式是按照y=（i++）+j計(jì)算，還是按照y=i+（++j）計(jì)算呢？如果單純從優(yōu)先級(jí)和結(jié)合方向考慮，自加運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)會(huì)高于加法運(yùn)算符，應(yīng)該先進(jìn)行自加運(yùn)算，但是自加的對(duì)象就沒辦法確定了。實(shí)際上，DEV C++編譯器會(huì)從左向右依次掃描表達(dá)式，盡可能多地把多個(gè)符號(hào)組合成一個(gè)運(yùn)算符，因此在掃描三個(gè)加號(hào)時(shí)，會(huì)從左到右把前兩個(gè)加號(hào)看做自加運(yùn)算符，因此該表達(dá)式按照y=（i++）+j計(jì)算，由于自加運(yùn)算符是后綴形式，所以先取i的值計(jì)算再自加，最后計(jì)算結(jié)果為i=4，j=2，y=5。

4 在一個(gè)表達(dá)式中出現(xiàn)多個(gè)自加/自減運(yùn)算符的復(fù)雜情況

如果在一個(gè)表達(dá)式中出現(xiàn)了多個(gè)自加/自減運(yùn)算符，則表達(dá)式的計(jì)算就會(huì)變得很復(fù)雜，還有可能出現(xiàn)計(jì)算結(jié)果和編譯器相關(guān)的情況。本文中的程序段，均在DEV C++編譯環(huán)境下運(yùn)行。比如設(shè)變量初值為：int i=3；則有如下程序段：

（1） k=（++i）+++i+++i； printf（“i=%d，k=%d”，i，k）；

（2） k=++i+（++i）+++i； printf（“i=%d，k=%d”，i，k）；

（3） k=（++i）+++i+ （++i）； printf（“i=%d，k=%d”，i，k）；

（4） k=（++i）+（++i）+（++i）； printf（“i=%d，k=%d”，i，k）；

在第一個(gè)程序段中，由于DEV C++編譯器會(huì)從左到右掃描表達(dá)式，并且合并盡可能多的字符作為一個(gè)運(yùn)算符，所以可以將表達(dá)式看做如下形式：k=（（++i）++）+（i++）+i。首先進(jìn)行++i操作，則得到i的值為4，同時(shí)增加后的4值參與本表達(dá)式的運(yùn)算，再進(jìn)行后綴的自加運(yùn)算，則得到增加后的值為5，但是因?yàn)槭呛缶Y形式，所以參與運(yùn)算的依然是增加前的4，在后面的i++中，依然是使用增加前的值4參與運(yùn)算，但此時(shí)i的值已經(jīng)增加到了6，表達(dá)式中最后一個(gè)i的值，因?yàn)楸颈磉_(dá)式還沒有計(jì)算完成，因此依然取增加前的4值，所以最后k的值應(yīng)該等于12，而i的值為6。

在第二個(gè)程序段中，依照上面的原則，可以將表達(dá)式看做如下形式：k=++i+（（++i）++）+i首先進(jìn)行第一個(gè)++i操作，得到i的值為4，再進(jìn)行第二個(gè)++i操作，得到i的值為5，繼續(xù)進(jìn)行后綴的自加操作，在本表達(dá)式中參與運(yùn)算的值就是5，在表達(dá)式計(jì)算結(jié)束以后，i的值才修改為6。在進(jìn)行兩個(gè)結(jié)果相加的時(shí)候，第一個(gè)i的值已經(jīng)被后面的i修改為5 ，所以得到兩個(gè)加數(shù)的和為10，最后一個(gè)i的取值也是前面得到的5。因此，本表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果為k=15，i=6。

在第三個(gè)程序段中，表達(dá)式可以看作為k=（（++i）++）+i+（++i）。首先計(jì)算（++i），并且用自加后的4參與后綴的自加運(yùn)算，所以在表達(dá)式計(jì)算結(jié)束時(shí)才自加，這樣就得到了兩個(gè)4相加的結(jié)果8，最后計(jì)算（++i），由于上一個(gè)后綴的自加運(yùn)算，加1的結(jié)果要在表達(dá)式計(jì)算結(jié)束后才進(jìn)行，所以這里的i值還是4，用4作為前綴自加的值，則（++i）的結(jié)果就為5，用前面的中間結(jié)果8和5相加，就得到了k=13的結(jié)果，而在表達(dá)式計(jì)算結(jié)束以后，進(jìn)行了最后一次自加操作，i的值變成6。

在第四個(gè)表達(dá)式中，參照第二個(gè)表達(dá)式的計(jì)算過程，先進(jìn)行兩個(gè)，得到兩個(gè)5相加，再進(jìn)行第三個(gè)（++i）操作，此時(shí)i的值變?yōu)?，參與本表達(dá)式運(yùn)算的值也為6，所以最后的計(jì)算結(jié)果為k=16，i=6。

從以上四個(gè)表達(dá)式的計(jì)算過程可以發(fā)現(xiàn)，在于DEV C++環(huán)境下，一個(gè)表達(dá)式中出現(xiàn)多個(gè)自加/自減運(yùn)算符的時(shí)候，同一個(gè)表達(dá)式，由于括號(hào)的位置不同，或者操作數(shù)的位置不同，會(huì)引起計(jì)算結(jié)果的變化。

C語(yǔ)言允許用戶在一條語(yǔ)句使用含多個(gè)賦值和自增/自減運(yùn)算符，這很大程度上給設(shè)計(jì)者提供了自由度，但是會(huì)給程序的通用性和易讀性帶來(lái)影響。在本文中，以DEV C++作為運(yùn)行環(huán)境，編譯器是從左至右掃描表達(dá)式的，但是在其他編譯器中可能會(huì)出現(xiàn)從右至左掃描的情況，那么同一個(gè)程序的運(yùn)行結(jié)果就不同了。在這種情況下，我們應(yīng)該盡可能避免此類情況的出現(xiàn)，在一條語(yǔ)句中至多使用一個(gè)自增/自減運(yùn)算符，并且使用括號(hào)將它們和其他運(yùn)算符分隔，以免使得表達(dá)式引起歧義或者由于編譯器不同而導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不同的情況。

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