为什么带逗号的三元运算符在真实情况下只计算一个表达式？

Question

我目前正在通过 C++ Primer 这本书学习 C++，书中的练习之一是：

Explain what the following expression does: someValue ? ++x, ++y : --x, --y

我们知道什么？我们知道三元运算符的优先级高于逗号运算符。对于二元运算符，这很容易理解，但是对于三元运算符，我有点吃力。使用二元运算符 "having higher precedence" 意味着我们可以在具有更高优先级的表达式周围使用括号，它不会改变执行。

对于三元运算符我会做：

(someValue ? ++x, ++y : --x, --y)

有效地生成相同的代码，这无助于我理解编译器将如何对代码进行分组。

但是，通过使用 C++ 编译器进行测试，我知道表达式可以编译，但我不知道 : 运算符本身代表什么。所以编译器似乎正确地解释了三元运算符。

然后我用两种方式执行程序：

#include <iostream>

int main()
{
    bool someValue = true;
    int x = 10, y = 10;

    someValue ? ++x, ++y : --x, --y;

    std::cout << x << " " << y << std::endl;
    return 0;
}

结果：

11 10

而另一方面 someValue = false 它打印：

9 9

为什么 C++ 编译器生成的代码对于三元运算符的真分支仅递增 x，而对于三元运算符的假分支它同时递减 x 和 y?

我什至像这样在真实分支周围加上括号：

someValue ? (++x, ++y) : --x, --y;

但结果仍然是 11 10。

Answer 1

哇，这很棘手。

编译器将您的表达式视为：

(someValue ? (++x, ++y) : --x), --y;

三元运算符需要一个:，它不能在那个上下文中独立存在，但是在它之后，没有理由逗号应该属于假格。

现在你得到那个输出的原因可能更有意义了。如果 someValue 为真，则执行 ++x、++y 和 --y，这不会有效地更改 y，但会在 x 上加一.

如果 someValue 为假，则执行 --x 和 --y，将它们都减一。

Answer 2

Why would the C++ compiler generate code that for the true-branch of the ternary operator only increments x

你误解了发生的事情。真实分支递增 x 和 y。然而，y在那之后立即无条件递减。

这是如何发生的：由于 the conditional operator has higher precedence than comma operator in C++，编译器按如下方式解析表达式：

   (someValue ? ++x, ++y : --x), (--y);
// ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^  ^^^^^

注意逗号后的“孤儿”--y。这就是导致最初递增的 y 递减的原因。

I even went as far as putting parentheses around the true-branch like this:
someValue ? (++x, ++y) : --x, --y;

你走在正确的道路上，但是你用括号括起来了一个错误的分支：你可以通过用括号括起 else 分支来解决这个问题，就像这样：

someValue ? ++x, ++y : (--x, --y);

Demo (prints 11 11)

Answer 3

正如在他们的出色回答中所说，这很棘手。我想补充一点。

三元运算符必须具有以下形式：

logical-or-expression ? expression : assignment-expression

所以我们有以下映射：

someValue : 逻辑或表达式
++x, ++y : 表达式
???是 assignment-expression --x, --y 还是只有 --x?

其实只是--x，因为一个赋值表达式不能解析为逗号分隔的两个表达式（根据C++的语法规则），所以--x, --y 不能被视为 赋值表达式 .

这导致三元（条件）表达式部分如下所示：

someValue?++x,++y:--x

考虑 ++x,++y 计算 as-if 括号 (++x,++y) 可能有助于提高可读性； ? 和 : 之间包含的任何内容都将在之后进行排序。（我将在 post 的其余部分用括号括起来）。

并按以下顺序评估：

someValue?
(++x,++y) 或 --x（取决于 bool1 的结果。）

然后将此表达式视为逗号运算符的左子表达式，右子表达式为 --y，如下所示：

(someValue?(++x,++y):--x), --y;

这意味着左边是一个丢弃值表达式，这意味着它肯定被评估了，但是我们评估右侧和return那个。

那么当 someValue 是 true 时会发生什么？

(someValue?(++x,++y):--x) 执行并递增 x 和 y 为 11 和 11
左边的表达式被丢弃（尽管增量的副作用仍然存在）
我们评估逗号运算符的右侧：--y，然后递减 y 回到 10

对于 "fix" 行为，您可以用括号将 --x, --y 分组以将其转换为 主要表达式 ，其中是 赋值表达式*:

的有效条目

someValue?++x,++y:(--x, --y);

*这是一个相当有趣的长链，将赋值表达式连接回主表达式：

赋值表达式 ---（可以包含）--> 条件表达式 --> 逻辑或表达式 --> 逻辑与表达式 --> 包含或表达式 --> 异或表达式 --> 和表达式 --> 相等表达式 --> 关系表达式 --> 移位表达式 --> 加法表达式 --> multiplicative-expression --> pm-expression --> cast-expression --> 一元表达式 --> post固定表达式 --> 主表达式

Answer 4

在答案中被忽略的一点（尽管在评论中提到）是条件运算符总是在实际代码中使用（设计意图？）作为将两个值之一分配给变量的快捷方式。

因此，更大的上下文将是：

whatIreallyWanted = someValue ? ++x, ++y : --x, --y;

表面上很荒谬，所以罪行是多方面的：

该语言允许在作业中产生荒谬的副作用。
编译器没有警告您您正在做奇怪的事情。
这本书似乎侧重于 'trick' 个问题。只能希望后面的答案是"What this expression does is depend on weird edge cases in a contrived example to produce side effects that nobody expects. Never do this."

Answer 5

你的问题是三元表达式的优先级并不真正高于逗号。事实上，C++ 不能简单地通过优先级来准确描述 - 而它崩溃的地方恰恰是三元运算符和逗号之间的交互。

a ? b++, c++ : d++

被视为：

a ? (b++, c++) : d++

（逗号的行为就好像它具有更高的优先级一样）。另一方面，

a ? b++ : c++, d++

被视为：

(a ? b++ : c++), d++

并且三元运算符的优先级更高。

为什么带逗号的三元运算符在真实情况下只计算一个表达式？

Why does the ternary operator with commas evaluate only one expression in the true case?

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