在C语言中，一元加号（+）操作符的目的是什么？

Question

在C语言中，以下语句是合法的：

int foo = +4;

然而，就我所知，+4 中的一元加号 (+) 是一个无操作（no-op）。是这样吗？

- zneak

---

在括号内紧随一元加操作符可以强制对其中运算进行分组。该操作符用于涉及超过一个结合律或交换律的二元运算符的表达式。操作数必须具备算术类型，其结果为操作数的值。整型操作数会经历整形提升，结果类型是提升后操作数的类型。 - Tim S.

K&R 表示该项仅为标准中的对称性而添加。 - Aaron Yodaiken

@Jeremy：有。例如，它表明+short(1)的类型为int而不是short。 - MSalters

@TimS.: 在括号内前置一元加操作符会强制执行括号内的操作。--哦？是括号而不是加号强制分组。 - Keith Thompson

@MSalters：+short(1)是语法错误。你是不是想要+(short)1？ - Keith Thompson

Answer 1

你可以将其用作表达式拥有算术类型的一种断言：

#define CHECK_ARITHMETIC(x) (+(x))

如果x的值为指针（例如），则这将生成编译时错误。

这是我能想到的唯一实际用途。

- Nemo

---

你也可以通过这种方式将枚举值转换为整数值。 - GManNickG

为什么你不能用例如(-(-(x)))做同样的事情？ - Aaron Yodaiken

@luxun @zneak：有趣的想法... 让我看看... 好的，这样怎么样？如果"int"是32位且"x"恰好是一个等于"-2^31"的"int"，那么"-x"将会导致有符号整数溢出，这在技术上是未定义行为。 :-) - Nemo

@zneak的意思是，如果表达式具有指针类型，则目的是在编译时触发错误，但如果它具有算术类型，则不执行任何操作。你的版本做得很好，但对于恰好计算为INT_MIN的算术表达式来说除外。（理论上是如此，在实践中它可能在任何现实机器上都能正常工作。）尽管如此，标准的严格解读是这些情况是不同的。 - Nemo

即使你不在赋值语句中使用它，仅在 x 为 INT_MIN 时评估 -x 就属于调用未定义行为，我相信。 - Nemo

Answer 2

根据C90标准6.3.3.3的规定：

一元操作符+的结果是其操作数的值。对操作数执行整数提升，并且结果具有提升后的类型。

以及

一元操作符+或-的操作数必须具有算术类型。

- lccarrasco

---

那么，除非 x 的大小小于 int 的大小，否则 +x 是无操作的？ - zneak

这些标准引述表明，一元加号不只是一个空操作符，它会对操作数进行整数提升。而且，可能更为重要的是，它会将左值转换为右值。 - Sander De Dycker

理论上讲，sizeof(short) == sizeof(int) 是可能的，但是 short 有填充位，在这样的系统上，填充位可能需要被清零或者符号扩展。理论上而已。 - Dietrich Epp

请注意，当它说算术类型时，它指的是整数类型和浮点类型，Nemo示例的工作原理是因为指针在此分类之外。整数类型和指针形成标量类型。 - lccarrasco

这对float或double没有任何影响，对吗？ - S.S. Anne

为什么不直接显式地转换数值呢？ - undefined

Answer 3

我知道一种非常有用的一元加运算符用法：在宏中使用。假设你想要执行以下操作：

#if FOO > 0

如果FOO未定义，C语言要求在这种情况下将其替换为0。但是，如果FOO被定义为空定义，则上述指令将导致错误。您可以使用以下方式代替：

#if defined(FOO) && FOO == 1

#if FOO+0 > 0

现在，该指令在 FOO 未定义、定义为空或定义为整数值的情况下语法上都是正确的。

当然，这是否会产生所需的语义是一个完全不同的问题，在某些有用的情况下可能会产生所需的结果。

编辑：请注意，您甚至可以使用此方法来区分 FOO 定义为零与定义为空的情况，例如：

#if 2*FOO+1 == 1
/* FOO is 0 */
#else
/* FOO is blank */
#endif

- R.. GitHub STOP HELPING ICE

---

你确定这些预处理指令与C语言中的一元+运算符有关吗？在你的第二个例子中，如果FOO为空白，那么表达式将不是有效的C语言。 - zneak

确实如此。无论如何，运算符对“- -”（空格必要！）在我看来等同于“+”，使得“+”变得多余...不，这是错误的，当操作数为“INT_MIN”时它并不等价于“+”... :-) - R.. GitHub STOP HELPING ICE

抱歉打扰了这么老的答案，但这不是二元加法的例子吗，而不是一元加法？ - Aurora Vollvik

@AuroraVollvik：如果宏定义为空，则为一元加号。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

@UndefinedBehavior：它是一元的还是二元的取决于FOO的定义方式。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

Answer 4

我发现一元运算符+的两个作用是：

• 整数提升
• 将左值转换为右值

整数提升示例：

#include <stdio.h>

int main(void) {

    char ch;
    short sh;
    int i;
    long l;

    printf("%d %d %d %d\n",sizeof(ch),sizeof(sh),sizeof(i),sizeof(l));
    printf("%d %d %d %d\n",sizeof(+ch),sizeof(+sh),sizeof(+i),sizeof(+l));
    return 0;
}

典型输出（在 64 位平台上）：

1 2 4 8
4 4 4 8

将左值转换为右值的示例：

int i=0,j;

j=(+i)++; // error lvalue required

- A.s. Bhullar

---

最终，有一个可能有用的应用程序，可以通知一些通用代码关于整数提升后参数大小可能不是 sizeof(int)。我不知道什么时候会用到它。但还是很好的。注意：编辑答案以显示并非所有内容都转换为 4。 - Persixty

Answer 5

基本上是这样的。它主要是为了完整性，并使这样的结构看起来更加清晰：

int arr[] = {
    +4,
    -1,
    +1,
    -4,
};

- user149341

---

没有一种比没有一元的+更干净的替代方法。 - ruohola

Answer 6

不完全是空操作

一元运算符+只做了一件事：应用了整型提升。由于如果操作数在表达式中使用时本来就会发生这种提升，因此人们认为C语言中的一元+仅仅是为了和一元-保持对称。

由于整型提升通常被广泛应用，很难看到它的作用。

我想出了这个例子：

printf("%zd\n", sizeof( (char) 'x'));
printf("%zd\n", sizeof(+(char) 'x'));

在我的Mac上，这个命令会打印出

1
4

- DigitalRoss

---

这对于使用std::cout在C++中打印char很有用。 - S.S. Anne

Answer 7

在C语言中，一元加号的目的是什么？

为了与一元减号对称，一元加号被添加到C语言中。这个决定来源于《国际标准——编程语言——C语言》的基本原理。

虽然它不是一个空操作，但它会对其操作数执行整数提升。引用我对一元加号运算符是否进行类型转换？的回答：

草案C99标准第6.5.3.3节“一元算术运算符”说：

一元加运算符的结果是其（提升后的）操作数的值。 对操作数进行整数提升，并且结果具有提升后的类型。

值得指出的是带注释的C++参考手册（ARM）对一元加号提供了以下评论：

一元加号是一个历史意外，通常没有用。

- Shafik Yaghmour

---

在C++中，当使用static_cast可以更清晰地表达意图时，它也会被"滥用"，例如使用+解决函数指针和std :: function的lambda的歧义重载。 - Shafik Yaghmour

Answer 8

“no-op”是指汇编指令吗？如果是的话，那肯定不是。+4就是4 - 编译器不会添加任何其他指令。

- DefenestrationDay

---

我所说的“noop”是指“什么也不做”，我希望编译器不会为了增加指令而添加指令。 - zneak

但是 +(char)4 和 (char)4 不是相同的。 - DigitalRoss