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C++ 笔记11-12存储类 & 运算符

C++ 存储类

存储类定义 C++ 程序中变量/函数的范围(可见性)和生命周期。这些说明符放置在它们所修饰的类型之前。下面列出 C++ 程序中可用的存储类:

  • auto
  • register
  • static
  • extern
  • mutable
  • thread_local (C++11)
    从 C++ 17 开始,auto 关键字不再是 C++ 存储类说明符,且 register 关键字被弃用。

auto 存储类

根据初始化表达式自动推断被声明的变量的类型,如:

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auto f=3.14;      //double
auto s("hello");  //const char*
auto z = new auto(9); // int*
auto x1 = 5, x2 = 5.0, x3='r';//错误,必须是初始化为同一类型

register 存储类

register 存储类用于定义存储在寄存器中而不是 RAM 中的局部变量。这意味着变量的最大尺寸等于寄存器的大小(通常是一个词),且不能对它应用一元的 ‘&’ 运算符(因为它没有内存位置)。

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{
   register int  miles;
}

static 存储类

静态变量

extern 存储类

extern 是用来在另一个文件中声明一个全局变量或函数。

mutable 存储类

mutable 说明符仅适用于类的对象,这将在本教程的最后进行讲解。它允许对象的成员替代常量。也就是说,mutable 成员可以通过 const 成员函数修改。

thread_local 存储类

以下演示了可以被声明为 thread_local 的变量:

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thread_local int x;  // 命名空间下的全局变量
class X
{
    static thread_local std::string s; // 类的static成员变量
};
static thread_local std::string X::s;  // X::s 是需要定义的
 
void foo()
{
    thread_local std::vector<int> v;  // 本地变量
}

C++运算符

算术运算符

假设变量 A 的值为 10,变量 B 的值为 20,则:

运算符 描述 实例
+ 把两个操作数相加 A + B 将得到 30
- 从第一个操作数中减去第二个操作数 A - B 将得到 -10
* 把两个操作数相乘 A * B 将得到 200
/ 分子除以分母 B / A 将得到 2
% 取模运算符,整除后的余数 B % A 将得到 0
++ 自增运算符,整数值增加 1 A++ 将得到 11
-- 自减运算符,整数值减少 1 A– 将得到 9

关系运算符

假设变量 A 的值为 10,变量 B 的值为 20,则:

运算符 描述 实例
== 检查两个操作数的值是否相等,如果相等则条件为真。 (A == B) 不为真。
!= 检查两个操作数的值是否相等,如果不相等则条件为真。 (A != B) 为真。
> 检查左操作数的值是否大于右操作数的值,如果是则条件为真。 (A > B) 不为真。
< 检查左操作数的值是否小于右操作数的值,如果是则条件为真。 (A < B) 为真。
>= 检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值,如果是则条件为真。 (A >= B) 不为真。
<= 检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值,如果是则条件为真。 (A <= B) 为真。

逻辑运算符

假设变量 A 的值为 1,变量 B 的值为 0,则:

运算符 描述 实例
&& 称为逻辑与运算符。如果两个操作数都 true,则条件为 true。 (A && B) 为 false。
|| 称为逻辑或运算符。如果两个操作数中有任意一个 true,则条件为 true。 (A|| B) 为 true。
! 称为逻辑非运算符。用来逆转操作数的逻辑状态,如果条件为 true 则逻辑非运算符将使其为 false。 !(A && B) 为 true。

位运算符

p q p & q p | q p ^ q
0 0 0 0 0
0 1 0 1 1
1 1 1 1 0
1 0 0 1 1

假设如果 A = 60,且 B = 13,现在以二进制格式表示,它们如下所示:
A = 0011 1100
B = 0000 1101

A&B = 0000 1100
A|B = 0011 1101
A^B = 0011 0001
~A = 1100 0011

下表显示了 C++ 支持的位运算符。假设变量 A 的值为 60,变量 B 的值为 13,则:

运算符 描述 实例
& 按位与操作,按二进制位进行"与"运算。运算规则:
0&0=0;
0&1=0;
1&0=0;
1&1=1;
(A & B) 将得到 12,即为 0000 1100
| 按位或运算符,按二进制位进行"或"运算。运算规则:0|0=0;
0|1=1;
1|0=1;
1|1=1;
(A | B) 将得到 61,即为 0011 1101
^ 异或运算符,按二进制位进行"异或"运算。运算规则:0^0=0;
0^1=1;
1^0=1;
1^1=0;
(A ^ B) 将得到 49,即为 0011 0001
~ 取反运算符,按二进制位进行"取反"运算。运算规则:
~1=-2;
~0=-1;
(~A ) 将得到 -61,即为 1100 0011,一个有符号二进制数的补码形式。
« 二进制左移运算符。将一个运算对象的各二进制位全部左移若干位(左边的二进制位丢弃,右边补0)。 A « 2 将得到 240,即为 1111 0000
>> 二进制右移运算符。将一个数的各二进制位全部右移若干位,正数左补0,负数左补1,右边丢弃。 A » 2 将得到 15,即为 0000 1111

赋值运算符

运算符 描述 实例
= 简单的赋值运算符,把右边操作数的值赋给左边操作数 C = A + B 将把 A + B 的值赋给 C
+= 加且赋值运算符,把右边操作数加上左边操作数的结果赋值给左边操作数 C += A 相当于 C = C + A
-= 减且赋值运算符,把左边操作数减去右边操作数的结果赋值给左边操作数 C -= A 相当于 C = C - A
*= 乘且赋值运算符,把右边操作数乘以左边操作数的结果赋值给左边操作数 C *= A 相当于 C = C * A
/= 除且赋值运算符,把左边操作数除以右边操作数的结果赋值给左边操作数 C /= A 相当于 C = C / A
%= 求模且赋值运算符,求两个操作数的模赋值给左边操作数 C %= A 相当于 C = C % A
«= 左移且赋值运算符 C «= 2 等同于 C = C « 2
>>= 右移且赋值运算符 C »= 2 等同于 C = C » 2
&= 按位与且赋值运算符 C &= 2 等同于 C = C & 2
^= 按位异或且赋值运算符 C ^= 2 等同于 C = C ^ 2
|= 按位或且赋值运算符 C |= 2 等同于 C = C

杂项运算符

运算符 描述
sizeof sizeof 运算符返回变量的大小。例如,sizeof(a) 将返回 4,其中 a 是整数。
Condition ? X : Y 条件运算符。如果 Condition 为真 ? 则值为 X : 否则值为 Y。
, 逗号运算符会顺序执行一系列运算。整个逗号表达式的值是以逗号分隔的列表中的最后一个表达式的值。
.(点)和 ->(箭头) 成员运算符用于引用类、结构和共用体的成员。
Cast 强制转换运算符把一种数据类型转换为另一种数据类型。例如,int(2.2000) 将返回 2。
& 指针运算符 & 返回变量的地址。例如 &a; 将给出变量的实际地址。
* 指针运算符 * 指向一个变量。例如,*var; 将指向变量 var。

逗号运算符

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var = (count=19, incr=10, count+1);

成员运算符

.(点)运算符和 ->(箭头)运算符用于引用类、结构和共用体的成员。
点运算符应用于实际的对象。
箭头运算符与一个指向对象的指针一起使用。
例如,假设有下面的结构:

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struct Employee {
  char first_name[16];
  int  age;
} emp;

(.)点运算符

下面的代码把值 “zara” 赋给对象 emp 的 first_name 成员:

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strcpy(emp.first_name, "zara");

(->)箭头运算符

如果 p_emp 是一个指针,指向类型为 Employee 的对象,则要把值 “zara” 赋给对象 emp 的 first_name 成员,需要编写如下代码:

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strcpy(p_emp->first_name, "zara");

-> 称为箭头运算符,它是由一个减号加上一个大于号组成。 简而言之,访问结构的成员时使用点运算符,而通过指针访问结构的成员时,则使用箭头运算符。

指针运算符(& 和 *)

取地址运算符 &

& 是一元运算符,返回操作数的内存地址。例如,如果 var 是一个整型变量,则 &var 是它的地址。该运算符与其他一元运算符具有相同的优先级,在运算时它是从右向左顺序进行的。 您可以把 & 运算符读作"取地址运算符",这意味着,&var 读作"var 的地址"。

间接寻址运算符 *

第二个运算符是间接寻址运算符 ,它是 & 运算符的补充。 是一元运算符,返回操作数所指定地址的变量的值。 请看下面的实例,理解这两种运算符的用法。
实例

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#include <iostream>
 
using namespace std;
 
int main ()
{
   int  var;
   int  *ptr;
   int  val;

   var = 3000;

   // 获取 var 的地址
   ptr = &var;

   // 获取 ptr 的值
   val = *ptr;
   cout << "Value of var :" << var << endl;
   cout << "Value of ptr :" << ptr << endl;
   cout << "Value of val :" << val << endl;

   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

Value of var :3000
Value of ptr :0xbff64494
Value of val :3000

C++ 中的运算符优先级

类别 运算符 结合性
后缀 () [] -> . ++ - - 从左到右
一元 + - ! ~ ++ - - (type)* & sizeof 从右到左
乘除 * / % 从左到右
加减 + - 从左到右
移位 « » 从左到右
关系 < <= > >= 从左到右
相等 == != 从左到右
位与 AND & 从左到右
位异或 XOR ^ 从左到右
位或 OR | 从左到右
逻辑与 AND && 从左到右
逻辑或 OR || 从左到右
条件 ?: 从右到左
赋值 = += -= *= /= %=»= «= &= ^= |= 从右到左
逗号 , 从左到右