搞懂C/C++ 运算符优先级

简介: 搞懂C/C++ 运算符优先级

C运算符

很多时候写程序大家会认为自己比较熟悉运算优先级,会写不带括号进行限制的程序,有时候一不小心,代码执行逻辑就是天差地别。

  *this->p_write_it_++ = a_d;

上面代码是先++还是先*赋值数据呢?

  const int byte_i = a_irq < 0 ? 0 : a_irq >> 3 + 1;

此处代码是我在工作中发现的代码,此处本来是准备先右移三位再自加一,但是没有检查就完成了代码,之后后续查找才发现问题。所以建议大家最好加上括号限制,这样是最稳妥的,如下。

  const int byte_i = a_irq < 0 ? 0 : (a_irq >> 3 )+ 1;

有些不喜欢括号的,显示自己优秀代码能力的,我也附上运算符优先级数据,大家写程序的时候多注意哈。

下表列出 C 运算符的优先级和结合性。运算符从顶到底以降序列出。

优先级

运算符 描述 结合性

1

++ --

后缀自增与自减

从左到右
() 函数调用
[] 数组下标
. 结构体与联合体成员访问
-> 结构体与联合体成员通过指针访问
(type){list} 复合字面量(C99)
2 ++ -- 前缀自增与自减[注 1] 从右到左
+ - 一元加与减
! ~ 逻辑非与逐位非
(type) 类型转型
* 间接(解引用)
& 取址
sizeof 取大小[注 2]
_Alignof 对齐要求(C11)
3 * / %

乘法、除法及余数

从左到右
4

+-

加法及减法
5 << >> 逐位左移及右移
6 < <= 分别为 < 与 ≤ 的关系运算符
> >= 分别为 > 与 ≥ 的关系运算符
7 == != 分别为 = 与 ≠ 关系
8 & 逐位与
9 ^ 逐位异或(排除或)
10 | 逐位或(包含或)
11 && 逻辑与
12 || 逻辑或
13 ?: 三元条件[注 3] 从右到左
14[注 4] = 简单赋值
+= -= 以和及差赋值
*= /= %= 以积、商及余数赋值
<<= >>= 以逐位左移及右移赋值
&= ^= |= 以逐位与、异或及或赋值
15 , 逗号 从左到右
  1. 前缀 ++ 与 -- 的运算数不能是转型。此规则在文法上禁止某些表达式本来也会在语义上非法的表达式。某些编译器忽略此规则并检测语义上的非法。
  2. sizeof 的运算数不能是类型转型:表达式 sizeof (int) * p 无歧义地转译成 (sizeof(int)) * p ,而非 sizeof((int)*p) 。
  3. 条件运算符中部( ? 与 : 之间)的表达式分析为如同加括号:忽略其相对于 ?: 的优先级。
  4. 赋值运算符的左运算数必须是一元(第 2 级非转型)表达式。此规则在文法上禁止某些表达式本来也会在语义上非法的表达式。从而许多编译器忽略此规则并在语义上检测其非法。例如, e = a < d ? a++ : a = d 是因此规则而无法剖析的表达式。然而许多编译器忽略此规则并将它剖析成 e = ( ((a < d) ? (a++) : a) = d ) ,并给出错误,因为它在语义上非法。

分析表达式时,列于上面表中某行的运算符,将比列于低于它的行中拥有较低优先级的任何运算符,更紧密地绑定到其参数(如同用括号)。例如,表达式 *p++ 被分析为 *(p++) ,而非 (*p)++ 。

拥有相同优先级的运算符以其结合性的方向绑定到其参数。例如表达式 a = b = c 被分析为 a = (b = c) 而非 (a = b) = c ,因为从右到左结合性。

注意

优先级和结合性与求值顺序独立。

标准自身不指定优先级。它们派生自文法。

C++ 中,条件运算符拥有与赋值运算符相同的优先级,而前缀 ++ 与 -- 及赋值运算符无关于其运算数的限制。

结合性规定对于一元运算符是冗余的,且只为完备而显示:一元前缀运算符始终从右到左结合( sizeof ++*p 为 sizeof(++(*p)) )而一元后缀运算符始终从左到右结合( a[1][2]++ 为 ((a[1])[2])++ )。注意结合性对成员访问运算符有意义,即使在它们与一元后缀运算符组合时: a.b++ 分析为 (a.b)++ 而非 a.(b++) 。

参阅

运行时运算符参数的求值顺序。

常用运算符
赋值 自增
自减
算术 逻辑 比较 成员
访问

其他

a = b
a += b
a -= b
a *= b
a /= b
a %= b
a &= b
a |= b
a ^= b
a <<= b
a >>= b
++a
--a
a++
a--
+a
-a
a + b
a - b
a * b
a / b
a % b
~a
a & b
a | b
a ^ b
a << b
a >> b
!a
a && b
a || b

a == b

a != b

a < b

a > b

a <= b

a >= b

a[b]
*a
&a
a->b
a.b
a(...)
a, b
(type) a
? :
sizeof
_Alignof (C11 起)

C++运算符

下表列出 C++ 运算符的优先级和结合性。各个运算符以优先级的降序从上至下列出。

优先级 运算符 描述 结合性
1 ::

作用域解析

从左到右
2 a++   a-- 后缀自增与自减
type()   type{} 函数风格转型
a() 函数调用
a[] 下标
.   -> 成员访问
3 ++a   --a 前缀自增与自减 从右到左
+a   -a 一元加与减
!   ~

逻辑非逐位非

(type) C 风格转型
*a 间接(解引用)
&a 取址
sizeof 取大小[注 1]
co_await await 表达式 (C++20)
new   new[] 动态内存分配
delete   delete[] 动态内存分配
4 .*   ->* 成员指针 从左到右
5 a*b   a/b   a%b 乘法、除法与余数
6 a+b   a-b 加法与减法
7 <<   >> 逐位左移与右移
8

<=>

三路比较运算符(C++20 起)

9 <   <= 分别为 < 与 ≤ 的关系运算符
>   >= 分别为 > 与 ≥ 的关系运算符
10 ==   != 分别为 = 与 ≠ 的关系运算符
11 a&b 逐位与
12 ^

逐位异或(互斥或)

13 | 逐位或(可兼或)
14 && 逻辑与
15 || 逻辑或
16 a?b:c 三元条件[注 2] 从右到左
throw throw 运算符
co_yield yield 表达式 (C++20)
= 直接赋值(C++ 类默认提供)
+=   -= 以和及差复合赋值
*=   /=   %= 以积、商及余数复合赋值
<<=   >>= 以逐位左移及右移复合赋值
&=   ^=   |= 以逐位与、异或及或复合赋值
17 ,

逗号


从左到右
  1. sizeof 的操作数不能是 C 风格转型:表达式 sizeof (int) * p 无歧义地解释成 (sizeof(int)) * p ,而非 sizeof((int)*p)。
  2. 条件运算符中部(? 与 : 之间)的表达式分析为如同其带有括号:忽略其相对于 ?: 的优先级。

分析表达式时,列于上面表中某行的运算符,将比列于低于它的行中拥有较低优先级的任何运算符,更紧密地与其实参相绑定(如同用了括号)。例如,表达式 std::cout << a & b 和 *p++ 被分析为 (std::cout << a) & b 和 *(p++),而非 std::cout << (a & b) 或 (*p)++。

拥有相同优先级的运算符以其结合性的方向与各参数绑定。例如表达式 a = b = c 被分析为 a = (b = c) 而非 (a = b) = c,因为赋值具有从右到左结合性,但 a + b - c 被分析为 (a + b) - c 而非 a + (b - c),因为加法和减法具有从左到右结合性。

结合性规定对于一元运算符是冗余的,只为完备而给出:一元前缀运算符始终从右到左结合(delete ++*p 为 delete(++(*p)))而一元后缀运算符始终从左到右结合(a[1][2]++ 为 ((a[1])[2])++)。要注意,结合性对成员访问运算符是有意义的,即使在它们与一元后缀运算符组合时也是如此:a.b++ 分析为 (a.b)++ 而非 a.(b++)。

运算符优先级不受运算符重载影响。例如,std::cout << a ? b : c; 分析为 (std::cout << a) ? b : c;,因为算术左移的优先级高于条件运算符。

注解

优先级和结合性是编译时概念,与求值顺序无关,后者是运行时概念。

标准自身不指定优先级。它们是从文法导出的。

表中并未包括 const_cast、static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast、typeid、sizeof...、noexcept 及 alignof,因为它们决不会有歧义。

一些运算符拥有代用写法(例如,&& 可为 and、|| 可为 or、! 可为 not 等)。

C 中,三元条件运算符拥有高于赋值运算符的优先级。因此,表达式 e = a < d ? a++ : a = d 在 C++ 中剖析成 e = ((a < d) ? (a++) : (a = d)),但在 C 中会由于 C 的语法或语义制约而编译失败。细节见对应的 C 页面。

参阅

常用运算符
赋值 自增
自减
算术 逻辑 比较 成员
访问

其他

a = b

a += b

a -= b

a *= b

a /= b

a %= b

a &= b

a |= b

a ^= b

a <<= b

a >>= b

++a

--a

a++

a--

+a

-a

a + b

a - b

a * b

a / b

a % b

~a

a & b

a | b

a ^ b

a << b

a >> b

!a

a && b

a || b

a == b

a != b

a < b

a > b

a <= b

a >= b

a <=> b

a[b]

*a

&a

a->b

a.b

a->*b

a.*b

a(...)

a, b

? :

特殊运算符

static_cast 转换一个类型为另一相关类型

dynamic_cast 在继承层级中转换

const_cast 添加或移除 cv 限定符

reinterpret_cast 转换类型到无关类型

C 风格转型 以 static_cast 、 const_cast 及 reinterpret_cast 的混合转换一个类型到另一类型

new 创建有动态存储期的对象

delete 销毁先前由 new 表达式创建的对象,并释放其所拥有的内存区域

sizeof 查询类型的大小

sizeof... 查询形参包的大小(C++11 起)

typeid 查询类型的类型信息

noexcept 查询表达式是否能抛出异常(C++11 起)

alignof 查询类型的对齐要求(C++11 起)


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