运算符关联性，优先级

Posted 2023-02-25

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【中文标题】运算符关联性，优先级【英文标题】：Operator associativity, precedence 【发布时间】：2021-05-05 12:40:06 【问题描述】：

我只是想知道，对于以下代码，编译器是否单独使用关联性/优先级或其他一些逻辑来评估。

int i = 0, k = 0;

i = k++;

如果我们根据关联性和优先级进行评估，postfix ++ 的优先级高于=，所以k++（变成1）首先被评估，然后是=，现在k 的值是是1 分配给i。

所以i 和k 的值将是1。但是i is 0 和k is 1 的值。

所以我认为编译器将这个i = k++; 分成两个(i = k; k++;)。所以这里的编译器不是为了语句关联性/优先级，它也分割了行。有人能解释一下编译器是如何解析这些语句的吗？

【问题讨论】：

" 所以 k++(变成 1)" --> 不完全。 k 变为 1，但其先前的值 0 被“返回”。 “所以我认为编译器将这个i = k++; 分成两个i = k ; k++;”。你试过了吗？其实不需要在编译器层面解释。该行为由 C 语言规范强制执行。来自规范： 后缀 ++ 运算符的结果是操作数的值。作为副作用，操作数对象的值会递增，然后有关优先顺序的部分指定++ 位于= 之前，正如您所指出的。与优先级无关。我与运算符返回的值有关。 @kaylum，你能告诉我规范的链接吗？那是 C11 (ISO/IEC 9899:2011) 吗？ 【参考方案1】：

类似于（只是为了说明增加了一个序列点）：

i = k; // i = 0
k = k + 1;  // k = 1

【讨论】：

这不一样，因为它在赋值和增量之间有一个原代码中不存在的序列点。 Stack Overflow 看到很多关于 ++ 运算符的问题重复出现，因为学生不了解排序的重要性和影响，因此正确教授它很重要。【参考方案2】：

后缀运算符的优先级高于赋值运算符。

这个带有赋值运算符的表达式

i = k++

包含两个操作数。

等价的可以改写成

i = ( k++ );

表达式k++ 的值为0。所以变量i会得到0的值。

赋值运算符的操作数可以按任意顺序求值。

根据 C 标准（6.5.2.4 后缀递增和递减运算符）

2 后缀 ++ 运算符的结果是操作数的值。作为副作用，操作数对象的值递增（即即，将相应类型的值 1 添加到其中）。

And（6.5.16 赋值运算符）

3 赋值运算符将值存储在由指定的对象中左操作数。赋值表达式具有左边的值赋值后的操作数，111) 但不是左值。一个类型赋值表达式是左操作数之后的类型左值转换。 更新存储值的副作用左边的操作数在左边的值计算之后排序和右操作数。操作数的求值是无序的。

【讨论】：

这篇文章永远不会回答这个问题；它从不解释增量是与主要评估分开的动作。它确实引用了标准，但没有解释它或说明为什么引用是相关的，并且仅在关于优先级和重写表达式的无用文本之后。（OP对++应用于k这一事实并不感到困惑，这会受到优先级的影响，但关于增量不影响用于k的值这一事实，这是运算符，而不是优先级。）然后这个答案继续引用一个不相关的段落。【参考方案3】：

与 C++ 不同，C 没有“按引用传递”。仅“按值传递”。我将借用一些C++来解释。让我们将后缀和前缀的 ++ 功能实现为常规函数：

// Same as ++x
int inc_prefix(int &x)  // & is for pass by reference
    x += 1;
    return x;


// Same as x++
int inc_postfix(int &x) 
    int tmp = x;
    x += 1;
    return tmp;

所以你的代码现在相当于：

i = inc_postfix(k);

编辑：

对于更复杂的事情，它并不完全等价。例如，函数调用引入了序列点。但以上足以解释 OP 会发生什么。

【讨论】：

显示的代码不等价。函数调用引入了序列点，极大地改变了语义。【参考方案4】：

`++` 做了两件事。

k++ 做了两件事：

在执行任何增量之前，它的值为k。它递增k。

这些是分开的：

产生k 的值是i = k++; 主要评估的一部分。递增k 是一个副作用。它不是主要评估的一部分。程序可能会在计算表达式的其余部分之后或期间增加 k 的值。它甚至可以在表达式的其余部分之前递增该值，只要它“记住”用于表达式的预递增值。

不涉及优先级和关联性。

这实际上与优先级或关联性无关。 ++ 运算符的增量部分始终与表达式的主求值分开。用于k++ 的值始终是增量前k 的值，无论存在哪些其他运算符。

补充

重要的是要了解++ 的增量部分与主要评估分离并且在时间上有点“浮动” - 它没有锚定到代码中的某个位置，并且您无法控制当它发生时。这很重要，因为如果操作数有其他用途或修改，例如在k * k++ 中，则增量可能发生在其他事件的主要评估之前、期间或之后。发生这种情况时，C 标准不会定义程序的行为。

【讨论】：

【参考方案5】：

运算符关联性不适用于此处。运算符优先级仅说明哪个操作数坚持哪个运算符。在这种情况下它并不是特别相关，它只是说表达式应该被解析为 i = (k++); 而不是 (i = k)++; 这没有任何意义。

从那时起，如何评估/执行此表达式由每个运算符的特定规则指定。后缀运算符被指定为 (6.5.2.4)：

结果的值计算在副作用之前排序更新操作数的存储值。

也就是说，k++ 保证评估为 0，然后在稍后的某个时间点，k 增加 1。我们真的不知道什么时候，只知道它发生在k++ 被评估但在下一个序列点之前，在这种情况下，; 在行尾。

赋值运算符的行为类似于 (6.5.16)：

更新左操作数的存储值的副作用是在左右操作数的值计算之后排序。

在这种情况下，= 的右操作数在更新左操作数之前计算其值。

实际上，这意味着可执行文件可以如下所示：

k 被评估为 0 将i设置为0 将k 增加 1 分号/序列点

或者这个：

k 被评估为 0 将k 增加 1 将i设置为0 分号/序列点

【讨论】：

【参考方案6】：

这里的根本问题是优先级不是思考什么的正确方法

i = k=+;

意思。

让我们来谈谈k++ 的真正含义。 k++ 的定义是如果给你k 的旧值，然后将k 的存储值加1。（或者，换一种说法，它将旧值 k 加 1，然后将其存储回 k，同时为您提供旧值 k。）

就表达式的其余部分而言，重要的是k++ 的值是多少。所以当你说

i = k++;

“i 中存储了什么？”问题的答案是，“k 的旧值”。

当我们回答“i 中存储了什么？”这个问题时，我们根本不会考虑优先级。我们思考后缀++运算符的含义。

另见this older question。

后记：您必须真正小心的另一件事是，当您考虑附带问题时，“它何时将新值存储到 k？事实证明这是一个很难回答的问题，因为答案没有你想的那么好。新值在它所在的较大表达式结束之前的某个时间被存储回k（正式地，“在下一个序列点之前”），但我们不知道是否它发生在事物被存储到i 之前或之后，或者在表达式中其他有趣的点之前或之后。

【讨论】：

【参考方案7】：

啊，这是一个很有趣的问题。为了帮助您更好地理解，这就是实际发生的情况。

我将尝试使用 C++ 中的一些运算符重载概念来解释，如果你不懂 C++，请耐心等待。

这就是重载postfix-increment 运算符的方式：

int operator++(int) // Note that the 'int' parameter is just a C++ way of saying that this is the postfix and not prefix operator

    int copy = *this;  // *this just means the current object which is calling the function
    *this += 1;
    return copy;

postfix-increment 运算符的基本作用是创建操作数的副本，增加原始变量，然后返回副本。

在您的i = k++ 的情况下，k++ 确实首先发生，但返回的值实际上是k（把它想象成一个函数调用）。然后将其分配给i。

【讨论】：

假设他不懂 C++，你如何期望提出 C 问题的人理解你的答案？ @Jabberwocky 我想我已经解释了流程执行的实际工作原理。再加上它是一段非常不言自明和直观的代码。我认为任何人都不应该有从其中抽象出细节的问题。【参考方案8】：

优先级和关联性仅影响运算符和操作数相互关联的方式 - 它们不影响表达式的计算顺序。优先规则规定