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理解C++自增自减运算符的行为

C++中自增自减运算符最初是设计用于迭代器遍历的,但同时也是C++语言中相对比较难理解的运算符之一。自增自减运算符包括前置自增、后置自增、前置自减和后置自减四个运算符,它们的行为有所不同。在本篇文章中,将会从多个方面对C++自增自减运算符的行为做详细的阐述。

一、前置自增和后置自增

前置自增运算符和后置自增运算符的最主要区别是前置自增运算符在返回自增后的值之前,先执行加1操作,而后置自增运算符在返回自增前的值之前,执行加1操作。下面的代码演示了前置自增和后置自增的区别。

int i = 1;
int a = ++i;
int b = i++;
//此时a和b的值分别为2和2。

在这个例子中,++i表示先将i加1,然后用加1后的结果2赋值给a,而i++表示先使用i的旧值1进行运算,a得到的是旧的值1,然后再将i加1,i现在的值为2。

对于其他数据类型(如float和double)而言,前置和后置自增的区别不大,但对于内置的整型数据类型而言,前置和后置自增的性能方面会有一定的差异。

二、前置自减和后置自减

前置自减运算符和后置自减运算符也有类似的区别。当使用前置自减运算符时,该变量的值会在运算之前被减1,并返回自减后的值;当使用后置自减运算符时,该变量的值会在运算之后被减1,并返回自减前的值。

int i = 1;
int a = --i;
int b = i--;
//此时a和b的值分别为0和0。

作为一条与自增自减相关的规则,后置自增和后置自减运算符优先级高于前置自增和前置自减运算符。同时,前置自增、前置自减、后置自增、后置自减都可以用于表达式中。

三、指针中的自增自减

在C++中,指向数组的指针可以通过自增一次跳转到下一个元素。例如,可以将指向一个整数数组的指针指向数组的下一个元素,如下代码所示

int a[10] = { /* some ints */ };
int* ptr = a;
++ptr;

此时指向a[1]的指针就被创建了。指针也可以通过自减移动到数组的前一个元素处,如下面的代码所示:

--ptr;

同样,前置操作符和后置操作符在这里也有所不同。例如,以下代码将指向a[0]的指针移到a[1]处,并返回移动前的指针:

int* old = ptr++;

需要注意的是,在指向数组的指针中使用自增自减运算符的时候,只有当指针指向“数组内部”时才是合法的。还有,对于指针类型而言,前置自增和前置自减的优先级更高。

四、自增自减运算符的应用

自增自减运算符的常见用途是在循环中使用。以下是一个使用前置自增运算符的简单的循环示例:

for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    //循环体
}

同样的,以下是一个使用后置自增运算符的循环示例:

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    //循环体
}

此外,自增自减运算符也可以用于向函数传递指向数组的指针,或者处理像链表这样的数据结构等。

总结

自增自减运算符是C++语言中相对比较难理解的运算符之一。本篇文章从前置自增和后置自增、前置自减和后置自减、指针中的自增自减以及自增自减运算符的应用等方面进行了详细的阐述。通过本文的介绍,相信读者能够更好地理解C++中自增自减运算符的行为。