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C语言教程C语言自增自减运算符深入剖析

C语言自增自减运算符深入剖析

更新时间:2013-04-16 00:22:04 |

引子

C语言的自增++,自减--运算符对于初学者来说一直都是个难题,甚至很多老手也会产生困惑,最近我在网上看到一个问题:
#include <stdio.h>
void main()  /*主函数*/
{
 int a,b,c,d;
 a=5;
 b=5;
 c=(a++)+(a++)+(a++);
 d=(++b)+(++b)+(++b);
 printf("a=%d,b=%d,c=%d,d=%d\n",a,b,c,d);
}
结果是什么?

而后Eric搜了一下后发现,类似的问题很多,也就是说对自增自减运算符感到迷惑是一个普遍存在的问题,基于此,Eric决定对自增自减运算符做个小小的解析,希望能给C语言爱好者们提供参考,解决对此问题的困惑。

自增自减运算符语法

自增运算符 ++ 使操作数的值加1,其操作数必须为可变左值(可简单地理解为变量)。对于自增就是加1这一点,Eric想大家都不会有什么疑问。

问题在于:++ 可以置于操作数前面,也可以放在后面,如:

  ++i;
  i++ ;
++i表示,i自增1后再参与其它运算;而i++ 则是i参与运算后,i的值再自增1。

自减运算符--与之类似,只不过是变加为减而已,故不重述。

实例剖析

下面我们通过一些实例来深入理解自增运算符的特性,自减运算符同理自悟

例一:

  int i=3;
  int j=4;
  i++;
  ++j;
  printf("%d, %d\n", i, j);

对此,Eric想大家都不会有什么困惑,结果就是 4,5;下面我们来做一点小改动:

  int i=3;
  int j=4;
  int a = i++;
  int b = ++j;
  printf("%d, %d\n", a, b);

结果又是多少呢?这里就开始体现出++前置与后置的区别了,结果是3,5。结合此例,我们回头再来理解一下“++前置:i自增1后再参与其它运算;++后置:i参与运算后,i的值再自增1”。很明显,a = i++;由于是先执行赋值运算,再自增,所以结果是a=3,i=4;而b = ++j;
则因先自增,然后再赋值,所以b,j均为5。

其实基本道理就这么简单了,但在更复杂点的情况下又会如何呢,请看:

例二:

  int i=3;
  int j=4;
  int a = i++ + i++;
  int b = ++j + ++j;
  printf("%d, %d\n", a, b);

问题又来了,i++ + i++是先自增一次,相加,再自增,然后赋值呢,还是先相加赋值然后自增两次呢。另外,++j又将如何表现呢?

结果是:6,12

这下明白了,原来 i++的理解应该是执行完整个表达式的其他操作后,然后才自增,所以例子中的a=3+3=6;而后i再自增2次,i=5;相反,++j是先自增然后再参加其它运算,所以b=6+6=12。

到此,是否就彻底明了了呢?然后回到引子中的问题:

例三:

  int i=3;
  int j=4;
  int a = i++ + i++ + i++;
  int b = ++j + ++j + ++j;
  printf("%d, %d\n", a, b);

有人可能会说,这很简单,我全明白了:a=3+3+3=9,i=6,b=7+7+7=21,j=7。真的是这样吗?

结果却是:9,19

这下可好,又糊涂了。对于a = i++ + i++ + i++;我们已经没有疑问了,++后置就是执行完整个表达式的其他操作后,然后才自增,上例中也得到了验证,但 b = ++j + ++j + ++j;又该如何理解呢?

原理表达式中除了预算法本身的优先级外,还有一个结合性问题。在++j + ++j + ++j;中,因为存在两个同级的+运算,根据+运算符的左结合性,在编译时,其实是先处理前面的(++j + ++j)这部分,然后再将此结果再和++j相加。具体过程参见汇编代码:

int b = ++j + ++j + ++j;
0040B7DD   mov         ecx,dword ptr [ebp-8]
0040B7E0   add         ecx,1
0040B7E3   mov         dword ptr [ebp-8],ecx  // 第一个++j
0040B7E6   mov         edx,dword ptr [ebp-8]
0040B7E9   add         edx,1
0040B7EC   mov         dword ptr [ebp-8],edx  // 第二个++j
0040B7EF   mov         eax,dword ptr [ebp-8]
0040B7F2   add         eax,dword ptr [ebp-8]  // ++j + ++j
0040B7F5   mov         ecx,dword ptr [ebp-8]
0040B7F8   add         ecx,1
0040B7FB   mov         dword ptr [ebp-8],ecx  // 第三个++j
0040B7FE   add         eax,dword ptr [ebp-8]  // ++j + ++j + ++j
0040B801   mov         dword ptr [ebp-10h],eax  // 赋值给b

另外我们看看a = i++ + i++ + i++;的汇编代码:

int a = i++ + i++ + i++;
0040B7B6   mov         eax,dword ptr [ebp-4]
0040B7B9   add         eax,dword ptr [ebp-4]    // i+i
0040B7BC   add         eax,dword ptr [ebp-4]   // i+i+i
0040B7BF   mov         dword ptr [ebp-0Ch],eax // 赋值给a
0040B7C2   mov         ecx,dword ptr [ebp-4]
0040B7C5   add         ecx,1
0040B7C8   mov         dword ptr [ebp-4],ecx  // 第一次i++
0040B7CB   mov         edx,dword ptr [ebp-4]
0040B7CE   add         edx,1
0040B7D1   mov         dword ptr [ebp-4],edx  // 第二次i++
0040B7D4   mov         eax,dword ptr [ebp-4]
0040B7D7   add         eax,1
0040B7DA   mov         dword ptr [ebp-4],eax  // 第三次i++

果然不出所料。到此,++运算符前置后置的问题应该彻底解决了。

为了验证一下上述结论,我们再看:

例四:

  int i=1;
  int j=1;
  int a = i++ + i++ + i++ + i++ + i++ + i++ + i++; // 七个
  int b = ++j + ++j + ++j + ++j + ++j + ++j + ++j;
  printf("%d, %d\n", a, b);
  printf("%d, %d\n", i, j);

规则就是规则,咱的计算机可不是黑客帝国的母体,总是要遵循它的

a = 1+1+1+1+1+1+1 = 7,  i=8
b = 3+3+4+5+6+7+8 = 36,  j=8

一切OK,恭喜你还生活在21世纪的地球,不用担心matrix控制你的思维和生活

注:以上结果及解释出自VC编译器,但对于++这个问题是和编译器的解析有关的,不同厂家可能理解不一致,因手头没有其他开发环境,暂无法做全面分析,本文只是为了说明++,--这运算符的一些特性,尤其是前置后置的区别这个问题。类似的问题如果有困惑,最好是写程序做试验解决,请勿生搬硬套。谢谢!在实际的编程实践中,类似的问题除了要试验搞清外,Eric认为应该尽量避免引入环境相关的编程技巧。

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