Операции

Операции – это лексемы, обозначающие конкретные вычисления и применяемые к переменным и другим объектам в выражении. Язык С/C++ особенно богат операциями, включая не только общие арифметические и логические операции, но также операции манипуляции с двоичными кодами, компонентами структур и объединений и указателями (обращениями по адресу и ссылке).

В языке С++ операции могут быть перегружаемыми и неперегружаемыми. Перегрузка позволяет переопределять действия любой стандартной операции, когда используемые объекты представляют собой класс. Поэтому на данном этапе рассмотрим только неперегружаемые стандартные операции.

В языке С/C++ используются следующие стандартные операции:

[ ]	()	.	– >	++	– –
&	*	+	–	~	!
Sizeof	/	%	<<	>>	<
>	<=	>=	==	!=	^
|	&&	||	?:	=	*=
/=	%=	+=	– =	<<=	>>=
&=	^=	|=	,	#	##
Операции # и ## используются только препpоцессоpом.

Кроме перечисленных в языке С++ имеются следующие операции:

::

.*

– >*

Некоторые операции могут иметь более чем одну интерпретацию в зависимости от контекста (таблица 2.2).

Таблица 2.2 – Операции, имеющие более чем одну интерпретацию

Название операции	Пояснение
A * B	Умножение
*ptr	Обращение по адресу (ссылка)
A & B	Побитовая AND
&A	Операция взятия адреса
int &	Модификатор ссылки (С++)
label:	Метка
a? x: y	Условный оператор
void func(int n);	Прототип функции
a = (b+c)*d	Изменение приоритета выражения
a, b, c;	Выражение с запятыми
func(a, b, c);	Вызов функции
a = ~b;	Поразрядное отрицание
~func() {delete a;}	Деструктор (С++)

Операции могут быть унарными (с одним) и бинарными (с двумя операндами).

У нарные операции перечислены в таблице (2.3).

Таблица 2.3 – Унарные операции

Название операции	Пояснение	Примеры
&	Адресная операция	int i=1,*p=&i;//инициализация указателя
*	Операция косвенной адресации	int j=2; *p=j; // то же, что и i=j
+	Унарный плюс	i=+1; j=+2
–	Унарный минус	i= – 1; j= – 2
~	Побитовое отрицание	Создает обратный код операнда
!	Логическое отрицание	0 если операнд не 0; 1 если операнд 0
++	Префикс, постфикс (инкремент)	++i; /* префикс */ j++; /* постфикс */
– –	Префикс, постфикс (декремент)	– – i; j – –; /* декремент */

Операция sizeof (операнд ) определяет размер в байтах области памяти, занимаемой операндом. Операндом может быть переменная, массив, структура, перечисление и другие объекты.

К бинарным операциям относятся следующие операции (таблица 2.4):

· аддитивные;

· мультипликативные;

· сдвига;

· поразрядные;

· логические;

· присваивания;

· сравнения и равенства;

· доступа к компонентам;

· обращения к функции.

Аддитивные операции (бинарный плюс (сложение) и бинарный минус (вычитание) выполняются со встроенными типами данных (int, short, float, double и т.д.).

К мультипликативным операциям относятся умножение, деление, выделение остатка от деления. Операция / всегда означает деление. Однако если с обеих сторон от нее стоят целые величины (константы, переменные или их комбинации), она выполняет целочисленное деление. Если в результате такого деления получается остаток, С++ его отбрасывает. Операция% означает выделение остатка при целочисленном делении. Эта операция требует, чтобы с обеих сторон от ее знака стояли целые величины.

Таблица 2.4 – Унарные операции

Тип операции	Название операции	Обозначение
Аддитивные	Бинарный плюс (сложение)	+
Бинарный минус (вычитание)	-
Мультипликативные	Умножение	*
Деление	/
Выделение остатка от деления	%
Сдвига	Сдвиг кода влево	<<
Сдвиг кода вправо	>>
Поразрядные	Поразрядное AND	&
Поразрядное XOR – исключающее OR	^
Поразрядное включающее OR	|
Логические	Логическое AND	&&
Логическое OR	||
Присваивания	Присваивания	=
Умножение с присваиванием	*=
Деление с присваиванием	/=
Остаток от деления с присваиванием	%=
Сложение с присваиванием	+=
Вычитание с присваиванием	– =
Сдвиг влево с присваиванием	<<=
Сдвиг вправо с присваиванием	>>=
Поразрядное AND с присваиванием	&=
Поразрядное XOR с присваиванием	^=
Поразрядное OR с присваиванием	|=
Сравнения и равенства	Меньше чем	<
Больше чем	>
Меньше чем или равно	<=
Больше чем или равно	>=
Равенства	Равно	= =
Не равно	! =
Доступа к компонентам	Прямой выбор компоненты	.
Косвенный выбор компоненты	– >
Члена класса	Доступ к компоненту класса	::
Прямое обращение через указатель к члену класса	.*
Косвенное обращение через указатель к члену класса	– >*
Условная операция	"Если а истинно, то х, иначе y	a? x: y
Обращения к функции	Например, y = sin(x)
Операция запятая		,

Операции сдвига – сдвиг кода влево, сдвиг кода вправо. При выходе бит из разрядной сетки биты теряются. В языке С++ эти операции могут быть перегружены и при подключении файла iostream.h они используются для ввода/вывода информации.

Поразрядные операции (поразрядное AND, поразрядное XOR – исключающее OR, поразрядное включающее OR) выполняются по следующему правилу:

E1	E2	E1&E2	E1^E2	E1|E2

Например,

a = (a|b)^(a&b)

При a =3, b = 5 имеем: 011 | 101 –

первая скобка равна 111, 011 & 101 – вторая скобка равна 001.

Общий результат равен

a = 111^001 = 110, т.е. 6.

Логическими операциями являются логическое AND и логическое OR. Например, пусть на координатной плоскости x – y (рисунок 2.2) заданы две области (в первом и третьем квадрантах). Точки на осях x, y задаются двумя координатами – x,y (например, 0,4 т.е. x = 0, y = 4 и т.д.).

Выберем произвольно точку с координатами x и y и проверим, попала ли эта точка в заштрихованную область.

Если условие

x >= 0 && y >=4 && y <= 6 || y <= 0 && x >= – 6 && x <= – 4

выполняется, то точка с координатами x и y попала в заштрихованную область.

К операциям присваивания относятся следующие операции:

· присваивание;

· умножение с присваиванием;

· деление с присваиванием;

· остаток от деления с присваиванием;

· сложение с присваиванием;

· вычитание с присваиванием;

· сдвиг влево с присваиванием;

· сдвиг вправо с присваиванием;

· поразрядное AND с присваиванием;

· поразрядное XOR с присваиванием;

· поразрядное OR с присваиванием.

Составные операции присваивания интерпретируются следующим образом. Запись

Е1 операция = Е2;

имеет тот же смысл, что и запись

Е1 = Е1 операция Е2;

Например, запись

E1 += E2

интерпретируется как

E1 = E1 + E2.

В одной строке может стоять больше одной операции присваивания (=), например:

a=b=c=d=100;

Знак = всегда означает: "переменной слева присвоить значение, стоящее справа". Операция выполняется справа налево. Поэтому первой значение 100 получает переменная d, затем с, b и а.

Знак присвоить может стоять даже внутри математического выражения:

x = 5+(r = 9-c);

Здесь сначала переменной r будет присвоено значение 9-с, а затем переменная x получит значение 5+9-с;

К операциям сравнения и равенства относятся следующие операции:

· меньше чем;

· больше чем;

· меньше чем или равно;

· больше чем или равно.

Операциями равенства являются операции:

· равно;

· не равно.

Знак = никогда не используется как знак сравнения. В языке C++ нет логического типа. Поэтому, если выражение принимает ненулевое значение, то оно считается истинным, а если принимает нулевое значение – то оно считается ложным;

К операциям доступа к компонентам относятся следующие операции:

· прямой выбор компоненты;

· косвенный выбор компоненты.

К операциям члена класса относятся следующие операции:

· доступ к компоненту класса;

· прямое обращение через указатель к члену класса;

· косвенное обращение через указатель к члену класса.

Условной операцией является операция

a? x: y; "если а истинно, то х, иначе y"

Например:

ans = (а>b)? (a):(b);

Операция «запятая» (,) не работает непосредственно с данными, а приводит к вычислению выражения слева направо. Эта операция дает возможность использовать в одной строке несколько выражений, разделенных запятой. Например:

int main(){int i = 10, j = 25; // Используется операция “запятая” return 0;} или i = 10;j = (i = 12, i+8); // Результат выполнения: j=20Сначала i получит значение 10, затем использование операции "запятая" приведет к тому, что i получит значение 12, а затем значение i+8, т.е. 12+8=20. Этот результат будет присвоен j;

Операцией обращения к функции является, например:

y = sin(x)).

Приведем приоритеты операций (таблица 2.5), начиная с высшего (1) и кончая низшим (15) приоритетом:

Таблица 2.5 – Приоритеты операций

Приоритет	Операция	Описание	Порядок выполнения
	++	Префиксный инкремент	Слева направо
--	Префиксный декремент
()	Вызов функции, выделение выражения, преобразование типа
[ ]	Доступ к элементу массива
->	Косвенный доступ к элементу структуры
.	Прямой доступ к элементу структуры
	!	Логическое отрицание	Справа налево
~	Порязрядное логическое НЕ (обратный код)
-	Унарный минус
+	Унарный плюс
(type)	Преобразование к типу type
*	Выбор значения, содержащееся в памяти, на которое указывает указатель
&	Взять адрес объекта
sizeof ()	Определение размера в байтах объекта, указанного в скобках
new, delete	Работа с динамической памятью
	*	Умножение	Слева направо
/	Деление
%	Выделение остатка от деления целых чисел
	+	Сложение	Слева направо
-	Вычитание
	<<	Поразрядный сдвиг кода влево	Слева направо
>>	Поразрядный сдвиг кода вправо
	<	Меньше	Слева направо
<=	Меньше или равно
>	Больше
>=	Больше или равно
	= =	Равно	Слева направо
!=	Не равно
	&	Поразрядное логическое «И»	Слева направо
	^	Поразрядное исключающее «ИЛИ» (XOR)	Слева направо
	|	Поразрядное логическое «ИЛИ»	Слева направо
	&&	Логическое «И»	Слева направо
	||	Логическое «ИЛИ»	Слева направо
	?:	Условная операция	Слева направо
	=	Присваивание	Слева направо
+=	Сложение с присваиванием
-=	Вычитание с присваиванием
*=	Умножение с присваиванием
/=	Деление с присваиванием

Окончание таблицы 2.5

Приоритет	Операция	Описание	Порядок выполнения
	%=	Определение остатка от деления с присваиванием	Слева направо
<<=	Сдвиг влево с присваиванием
>>=	Сдвиг вправо с присваиванием
&=	Поразрядное логическое И с присваиванием
^=	Поразрядное исключающее ИЛИ с присваиванием
|=	Поразрядное логическое ИЛИ с присваиванием
	,	Операция «запятая»	Слева направо
++	Постфиксный инкремент
--	Постфиксный декремент

Префиксный и постфиксные операции различаются приоритетом. Префиксные операции имеют самый большой приоритет и выполняются до любой другой операции. Постфиксные операции имею самый маленький приоритет и выполняются после всех остальных операций.

Задание на лабораторную работу 2
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ЛИНЕЙНОЙ СТРУКТУРЫ