Выражения

Выражение — это последовательность операторов и операндов, задающая вычисление.

Вычисление выражения может давать результат (например, вычисление 2 + 2 дает результат 4) и может приводить к побочным эффектам (например, вычисление std::printf("%d", 4) выводит символ '4' в стандартный поток вывода).

Каждое выражение C++ характеризуется двумя независимыми свойствами: типом и категорией значения.

Общие сведения

• категории значений (lvalue, rvalue, glvalue, prvalue, xvalue(начиная с C++11)) классифицируют выражения по их значениям
• порядок вычисления аргументов и подвыражений определяет последовательность получения промежуточных результатов

Операторы

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
a->b
a.b
a->*b
a.*b

• приоритет операторов определяет порядок связывания операторов с их аргументами
• альтернативные представления — это альтернативные написания некоторых операторов
• перегрузка операторов позволяет задавать поведение операторов для определяемых пользователем классов.

Преобразования

• стандартные преобразования — неявные преобразования из одного типа в другой
• const_cast преобразование
• static_cast преобразование
• dynamic_cast преобразование
• reinterpret_cast преобразование
• явное приведение — преобразование с использованием записи приведения в стиле C и функциональной записи
• определяемое пользователем преобразование позволяет задавать преобразования из определяемых пользователем классов

Выделение памяти

• выражение new динамически выделяет память
• выражение delete динамически освобождает память

Прочее

• константные выражения могут вычисляться во время компиляции и использоваться в контексте времени компиляции (аргументы шаблонов, размеры массивов и т. д.)
• sizeof
• alignof
• typeid
• выражение throw

Первичные выражения

Операндами любого оператора могут быть другие выражения или первичные выражения (например, в 1 + 2 * 3 операндами оператора+ являются подвыражение 2 * 3 и первичное выражение 1).

К первичным выражениям относятся:

• this
• литералы (например, 2 или "Hello, world")
• выражения-идентификаторы, включая
  • корректно объявленные неквалифицированные идентификаторы (например, n или cout),
  • корректно объявленные квалифицированные идентификаторы (например, std::string::npos) и
  • идентификаторы, которые будут объявлены в деклараторах

Любое выражение в круглых скобках также классифицируется как первичное выражение: это гарантирует, что скобки имеют более высокий приоритет, чем любой оператор. Скобки сохраняют значение, тип и категорию значения.

Литералы

Литералы — это токены программы C++, представляющие константные значения, записанные в исходном коде.

• целочисленные литералы — это десятичные, восьмеричные, шестнадцатеричные или двоичные числа целочисленного типа.
• символьные литералы — это отдельные символы типа
• char или wchar_t

• литералы с плавающей точкой — это значения типа float, double или longdouble
• строковые литералы — это последовательности символов типа
• constchar[] или constwchar_t[]

• логические литералы — это значения типа bool, то есть true и false

Полные выражения

Следующие выражения являются полными выражениями:

• невычисляемые операнды
• константные выражения

• деклараторы простых объявлений или инициализаторы членов, включая составляющие выражения инициализаторов
• вызовы деструкторов, выполняемые в конце времени жизни объектов, за исключением временных объектов, время жизни которых не было продлено

• выражения, которые не являются подвыражением какого-либо другого выражения и не входят иным образом ни в одно полное выражение

Если согласно определению языковой конструкции она приводит к неявному вызову функции, использование этой языковой конструкции для целей данного определения считается выражением. Преобразования результата выражения, выполняемые для удовлетворения требований языковой конструкции, в которой это выражение встречается, также считаются частью полного выражения.

Для инициализатора частью полного выражения также считается выполнение инициализации сущности (включая вычисление инициализаторов по умолчанию для членов агрегата)(начиная с C++14).

Подвыражение выражения E является непосредственным подвыражением E или подвыражением непосредственного подвыражения E. Обратите внимание, что выражения в «теле функции» лямбда-выражений не являются подвыражениями лямбда-выражения.(начиная с C++11)

Непосредственными подвыражениями выражения E являются

• составляющие выражения операндов E,

• любой вызов функции, который E выполняет неявно, или
• если E является вызовом функции или неявно вызывает функцию, составляющие выражения каждого аргумента по умолчанию, используемого при вызове.

Составляющее выражение определяется следующим образом:

• Составляющим выражением выражения является само это выражение.
• Составляющими выражениями списка инициализации в фигурных скобках или списка выражений (возможно, заключенного в скобки) являются составляющие выражения элементов соответствующего списка.
• Составляющими выражениями инициализатора, начинающегося с =, являются составляющие выражения инициализирующей конструкции.

int num1 = 0;
num1 += 1; // Case 1: the constituent expression of “num += 1” is “num += 1”

int arr2[2] = {2, 22} // Case 2: the constituent expressions
                      //         of “{2, 22}” are “2” and “22”
                      // Case 3: the constituent expressions of “= {2, 22}”
                      //         are the constituent expressions of “{2, 22}”
                      //         (i.e. also “2” and “22”)

Потенциально вычисляемые выражения

Потенциально вычисляемые выражения являются использованиями ODR.

Выражения с отбрасываемым значением

Выражение с отбрасываемым значением — это выражение, используемое только ради побочных эффектов. Вычисленное значение такого выражения отбрасывается. К таким выражениям относятся полное выражение любого операторного выражения, левый операнд встроенного оператора запятая или операнд выражения приведения, приводящего к типу void.

Преобразования массива в указатель и функции в указатель никогда не применяются к значению, вычисленному выражением с отбрасываемым значением. Преобразование lvalue в rvalue применяется тогда и только тогда, когда выражение является glvalue с квалификатором volatile и имеет одну из следующих форм (требуется встроенная семантика, допускаются круглые скобки):

• выражение-идентификатор,

• выражение индексирования массива,
• выражение доступа к члену класса,
• операция разыменования,
• операция с указателем на член,
• условное выражение, в котором и второй, и третий операнды являются одним из этих выражений,
• выражение с запятой, в котором правый операнд является одним из этих выражений.

Кроме того, если lvalue имеет тип класса с квалификатором volatile, для инициализации результирующего временного rvalue требуется конструктор копирования volatile.

Отчеты об ошибках

Следующие отчеты об ошибках, изменяющие поведение, были ретроактивно применены к ранее опубликованным стандартам C++.

См. также