三元条件运算符和赋值运算符优先级

Question

我对直接赋值和三元条件运算符的优先级感到困惑：

#include<stdio.h>
int main(void)
{
    int j, k;

    j = k = 0;
    (1 ? j : k) = 1; // first
    printf("%d %d\n", j, k);

    j = k = 0;
    1 ? j : k = 1; // second
    printf("%d %d\n", j, k);
    return 0;
}

我希望输出结果为：

1 0
1 0

但是事实上是：

1 0
0 0

此外，我还收到了以下警告：

main.cpp:20: 警告：语句没有效果

这个警告是关于我在第二行注释的代码。

由于直接赋值运算符的优先级低于三目条件运算符，因此我原以为注释为第一行和第二行的代码等价。但不幸的是，情况并非如此。

我使用 g++ --version (Ubuntu 4.4.3-4ubuntu5) 4.4.3 尝试过这个问题。

- Anonymous Coward

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C++是神器还是野兽？我用它编程已经有一半的人生了，但仍然会被一些简单表达式的含义搞糊涂。我不得不查询标准文件才能弄懂。 - Suma

Answer 1

C/C++语言中的操作符优先级并不是由表格或数字定义的，而是由语法规定的。下面是来自C++0x draft第5.16 Conditional operator [expr.cond]章节的条件运算符语法：

conditional-expression:
    logical-or-expression
    logical-or-expression ? expression : assignment-expression

因此，像这样的优先级表在左边使用赋值时是正确的，但在右边使用时则不正确。我不知道这种不对称的原因是什么，可能是历史原因：在C语言中，条件结果不是lvalue，因此对其进行赋值没有意义，在那个时候允许不用括号接受赋值可能看起来很聪明。

- Suma

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为什么将链接表(将?:和=组合在一起)放在冒号的右侧是错误的？ - foxcub

@foxcub 当前版本的表格是正确的。在表格中，赋值运算符和条件运算符具有相同的优先级，并且结合性是从右到左的，这使得赋值操作在条件运算之前正确执行。答案时该表格是不正确的，原因是表格记录的时候存在错误，将条件运算符的优先级高于赋值运算符。 - Suma

C++的语法被定义为句法语法，但该语法的设计旨在与简单的优先级表保持一致。你说这个表在“冒号左侧使用时不正确”，但是按照这种推理，在表达式中使用a[b+c]时，它也会在]的左侧使用时不正确。优先级表的要求是，当两个运算符看到一个期望操作数的子表达式时，将其交给具有更高优先级的运算符（并通过结合性来解决平局）。这个要求从未被违反。?:和=只是具有相同的优先级。 - Museful

这不是正确的。三元条件运算符和赋值运算符具有相等的优先级，并且始终从右到左进行评估。 - user21508463

Answer 2

第二行等价于：

1 ? (j) : (k = 1);

那就相当于：

j;

这与以下代码等价：

;

关键在于三元条件运算符的两个操作数可以是表达式，因此运算符优先级在这里不相关。只是第二个操作数是赋值表达式 k = 1。

- Kerrek SB

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nod 这个问题根本与运算符优先级无关，而是因为 ?: 是一个短路运算符。 - Kaz Dragon

@KazDragon：我澄清了 - 关键是操作数是表达式，因此第二个操作数是整个赋值表达式。(顺便说一下，所有标准逻辑二元运算符都是短路的。短路指的是条件的评估，而不是结果语句。) - Kerrek SB

你说得没错，但问题是：为什么(j) : (k = 1)等价于1，而不是(1 ? j : k) = 1，因为条件运算符应该比赋值运算符的优先级高？ - Suma

@Suma：这里与“优先级”无关，因为只涉及一个运算符，其操作数是表达式。你已经引用了解释相关部分语法的内容。 - Kerrek SB

有多个运算符参与其中（赋值也是一种运算符）。您并没有解释为什么赋值表达式优先于条件表达式（并且通常使用的优先级表也没有解释这一点）。 - Suma

@Suma：我明白了。你有什么建议？ - Kerrek SB

Answer 3

(1 ? j : k) = 1;

等同于，

if(true) j = 1;
else k = 1;

同时，

1 ? j : k = 1;

等同于，

if(true) j;  // warning: statement has no effect
else k = 1;

- iammilind

Answer 4

在第二种情况下，

1 ? j : k = 1;

被评估为：

(1) ? (j) : (k = 1);

由于一个值为true，表达式的计算结果为j，它并不起作用。

- flight

Answer 5

之前的回答解释了结果，但并没有消除疑惑。我会尝试给出我的理解。如果有任何错误，请指出。

编译器可能按以下方式分析和生成代码：

1. 将纯代码解析为树形结构（代码纯文本 -> 语义单元）。

   将原始代码分解为最小的语义单元并格式化树形结构。在此过程中，编译器需要知道每个运算符的优先级。根据C++ 运算符优先级，我们知道：

   • ？：（条件运算符）与=（直接赋值运算符）具有相同的优先级，优先级为16
   • 在此优先级水平（==16）中，结合性是从右到左的，因此k = 1高于？：。

   因此，对于代码1 ? j : k = 1;，树可能如下所示：

                  op(?:)
         /         |          \
        /          |           \
     [condition] [true-branch] [false-branch]
         1           j             op(=)
                                   /  \
                                  k    1
   

2. 确定评估顺序（生成中间表示）

   为了生成可运行的代码，编译器需要知道应该首先评估（运行）哪一部分。根据评估顺序，我们知道对于运算符？：，应首先评估[condition]，然后根据条件结果进行评估。这是直观的和符合我们的直觉。

   因此，想象最终的运行过程，1被评估为true，然后评估真分支j，k = 1将永远不会运行。

所以在了解了1,2之后，我们就知道了完整的原因。

根据cpp文档，步骤1属于编译时概念，而步骤2则属于运行时概念。但从编译器的角度来看，它们都属于编译过程，并且编译时/运行时概念只是从语言设计的角度来看的。

- fishshrimp鱼虾爆栈

Answer 6

根据 C++ 的优先级规则（https://en.cppreference.com/w/cpp/language/operator_precedence），

1 ? j : k = 1;

被评估为从右到左，即

1 ? (j) : (k = 1);

[请参见链接中的注释2]。

这实际上是没有影响的，因为只执行了中间表达式。

- user21508463