引用:[原创] C语言自增自减运算符深入剖析

程序员牛哥 2010-03-29 11:50:45



C语言的自增++,自减--运算符对于初学者来说一直都是个难题,甚至很多老手也会产生困惑,最近我在网上看到一个问题:
#include <stdio.h>
void main() /*主函数*/
{
int a,b,c,d;
a=5;
b=5;
c=(a++)+(a++)+(a++);
d=(++b)+(++b)+(++b);
printf("a=%d,b=%d,c=%d,d=%d\n",a,b,c,d);
}
结果是什么?

而后Eric搜了一下后发现,类似的问题很多,也就是说对自增自减运算符感到迷惑是一个普遍存在的问题,基于此,Eric决定对自增自减运算符做个小小的解析,希望能给C语言爱好者们提供参考,解决对此问题的困惑。

自增自减运算符语法

自增运算符 ++ 使操作数的值加1,其操作数必须为可变左值(可简单地理解为变量)。对于自增就是加1这一点,Eric想大家都不会有什么疑问。

问题在于:++ 可以置于操作数前面,也可以放在后面,如:

++i;
i++ ;
++i表示,i自增1后再参与其它运算;而i++ 则是i参与运算后,i的值再自增1。

自减运算符--与之类似,只不过是变加为减而已,故不重述。

实例剖析

下面我们通过一些实例来深入理解自增运算符的特性,自减运算符同理自悟

例一:

int i=3;
int j=4;
i++;
++j;
printf("%d, %d\n", i, j);

对此,Eric想大家都不会有什么困惑,结果就是 4,5;下面我们来做一点小改动:

int i=3;
int j=4;
int a = i++;
int b = ++j;
printf("%d, %d\n", a, b);

结果又是多少呢?这里就开始体现出++前置与后置的区别了,结果是3,5。结合此例,我们回头再来理解一下“++前置:i自增1后再参与其它运算;++后置:i参与运算后,i的值再自增1”。很明显,a = i++;由于是先执行赋值运算,再自增,所以结果是a=3,i=4;而b = ++j;
则因先自增,然后再赋值,所以b,j均为5。

其实基本道理就这么简单了,但在更复杂点的情况下又会如何呢,请看:

例二:

int i=3;
int j=4;
int a = i++ + i++;
int b = ++j + ++j;
printf("%d, %d\n", a, b);

问题又来了,i++ + i++是先自增一次,相加,再自增,然后赋值呢,还是先相加赋值然后自增两次呢。另外,++j又将如何表现呢?

结果是:6,12

这下明白了,原来 i++的理解应该是执行完整个表达式的其他操作后,然后才自增,所以例子中的a=3+3=6;而后i再自增2次,i=5;相反,++j是先自增然后再参加其它运算,所以b=6+6=12。

到此,是否就彻底明了了呢?然后回到引子中的问题:

例三:

int i=3;
int j=4;
int a = i++ + i++ + i++;
int b = ++j + ++j + ++j;
printf("%d, %d\n", a, b);

有人可能会说,这很简单,我全明白了:a=3+3+3=9,i=6,b=5+5+5=15,j=5。真的是这样吗?

结果却是:9,19

这下可好,又糊涂了。对于a = i++ + i++ + i++;我们已经没有疑问了,++后置就是执行完整个表达式的其他操作后,然后才自增,上例中也得到了验证,但 b = ++j + ++j + ++j;又该如何理解呢?

原理表达式中除了预算法本身的优先级外,还有一个结合性问题。在++j + ++j + ++j;中,因为存在两个同级的+运算,根据+运算符的左结合性,在编译时,其实是先处理前面的(++j + ++j)这部分,然后再将此结果再和++j相加。具体过程参见汇编代码:

int b = ++j + ++j + ++j;
0040B7DD mov ecx,dword ptr [ebp-8]
0040B7E0 add ecx,1
0040B7E3 mov dword ptr [ebp-8],ecx // 第一个++j
0040B7E6 mov edx,dword ptr [ebp-8]
0040B7E9 add edx,1
0040B7EC mov dword ptr [ebp-8],edx // 第二个++j
0040B7EF mov eax,dword ptr [ebp-8]
0040B7F2 add eax,dword ptr [ebp-8] // ++j + ++j
0040B7F5 mov ecx,dword ptr [ebp-8]
0040B7F8 add ecx,1
0040B7FB mov dword ptr [ebp-8],ecx // 第三个++j
0040B7FE add eax,dword ptr [ebp-8] // ++j + ++j + ++j
0040B801 mov dword ptr [ebp-10h],eax // 赋值给b

另外我们看看a = i++ + i++ + i++;的汇编代码:

int a = i++ + i++ + i++;
0040B7B6 mov eax,dword ptr [ebp-4]
0040B7B9 add eax,dword ptr [ebp-4] // i+i
0040B7BC add eax,dword ptr [ebp-4] // i+i+i
0040B7BF mov dword ptr [ebp-0Ch],eax // 赋值给a
0040B7C2 mov ecx,dword ptr [ebp-4]
0040B7C5 add ecx,1
0040B7C8 mov dword ptr [ebp-4],ecx // 第一次i++
0040B7CB mov edx,dword ptr [ebp-4]
0040B7CE add edx,1
0040B7D1 mov dword ptr [ebp-4],edx // 第二次i++
0040B7D4 mov eax,dword ptr [ebp-4]
0040B7D7 add eax,1
0040B7DA mov dword ptr [ebp-4],eax // 第三次i++

果然不出所料。到此,++运算符前置后置的问题应该彻底解决了。

为了验证一下上述结论,我们再看:

例四:

int i=1;
int j=1;
int a = i++ + i++ + i++ + i++ + i++ + i++ + i++; // 七个
int b = ++j + ++j + ++j + ++j + ++j + ++j + ++j;
printf("%d, %d\n", a, b);
printf("%d, %d\n", i, j);

规则就是规则,咱的计算机可不是黑客帝国的母体,总是要遵循它的

a = 1+1+1+1+1+1+1 = 7, i=8
b = 3+3+4+5+6+7+8 = 36, j=8

一切OK,恭喜你还生活在21世纪的地球,不用担心matrix控制你的思维和生活

注:以上结果及解释出自VC编译器,但对于++这个问题是和编译器的解析有关的,不同厂家可能理解不一致,因手头没有其他开发环境,暂无法做全面分析,本文只是为了说明++,--这运算符的一些特性,尤其是前置后置的区别这个问题。类似的问题如果有困惑,最好是写程序做试验解决,请勿生搬硬套。谢谢!在实际的编程实践中,类似的问题除了要试验搞清外,Eric认为应该尽量避免引入环境相关的编程技巧。
...全文
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small__student 2012-10-08
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总结真好
ustc0623 2012-09-17
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最后一个题在VS2010环境中结果为7,56
汇编代码为:
int a = i++ + i++ + i++ + i++ + i++ + i++ + i++; // 七个
004113BC mov eax,dword ptr [i]
004113BF add eax,dword ptr [i]
004113C2 add eax,dword ptr [i]
004113C5 add eax,dword ptr [i]
004113C8 add eax,dword ptr [i]
004113CB add eax,dword ptr [i]
004113CE add eax,dword ptr [i]
004113D1 mov dword ptr [a],eax
004113D4 mov ecx,dword ptr [i]
004113D7 add ecx,1
004113DA mov dword ptr [i],ecx
004113DD mov edx,dword ptr [i]
004113E0 add edx,1
004113E3 mov dword ptr [i],edx
004113E6 mov eax,dword ptr [i]
004113E9 add eax,1
004113EC mov dword ptr [i],eax
004113EF mov ecx,dword ptr [i]
004113F2 add ecx,1
004113F5 mov dword ptr [i],ecx
004113F8 mov edx,dword ptr [i]
004113FB add edx,1
004113FE mov dword ptr [i],edx
00411401 mov eax,dword ptr [i]
00411404 add eax,1
00411407 mov dword ptr [i],eax
0041140A mov ecx,dword ptr [i]
0041140D add ecx,1
00411410 mov dword ptr [i],ecx
int b = ++j + ++j + ++j + ++j + ++j + ++j + ++j;
00411413 mov eax,dword ptr [j]
00411416 add eax,1
00411419 mov dword ptr [j],eax
0041141C mov ecx,dword ptr [j]
0041141F add ecx,1
00411422 mov dword ptr [j],ecx
00411425 mov edx,dword ptr [j]
00411428 add edx,1
0041142B mov dword ptr [j],edx
0041142E mov eax,dword ptr [j]
00411431 add eax,1
00411434 mov dword ptr [j],eax
00411437 mov ecx,dword ptr [j]
0041143A add ecx,1
0041143D mov dword ptr [j],ecx
00411440 mov edx,dword ptr [j]
00411443 add edx,1
00411446 mov dword ptr [j],edx
00411449 mov eax,dword ptr [j]
0041144C add eax,1
0041144F mov dword ptr [j],eax
00411452 mov ecx,dword ptr [j]
00411455 add ecx,dword ptr [j]
00411458 add ecx,dword ptr [j]
0041145B add ecx,dword ptr [j]
0041145E add ecx,dword ptr [j]
00411461 add ecx,dword ptr [j]
00411464 add ecx,dword ptr [j]
00411467 mov dword ptr [b],ecx
Yueyugezhu 2012-08-04
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写的很好,收藏~~
Loyal1992 2012-07-18
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很好!总结的很完善!
Crazy_Frog 2011-12-23
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我有个疑问,关于LZ说的结合性的问题。。。
在例三中,
  int i=3;
int j=4;
int a = i++ + i++ + i++;
int b = ++j + ++j + ++j;
printf("%d, %d\n", a, b);


但是在我的编译器中最终结果却是9,21,不存在加法运算符的结合性。。。
求指教

PS:编译器:VS2010
flyheart 2011-11-07
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谢谢楼主,讲大太好了
tankemumu 2011-10-24
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楼主写的挺好的
next_ 2011-10-07
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楼主写的挺好的
XU_F_Master 2011-09-16
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楼主写的不错,但是,我用的VC2010,例子三是9,21的结果
zhao2030 2011-06-08
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LZ谢谢你啦
pro_To_Life 2011-05-12
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LZ写的真不错,收益了!
xuhongku 2011-03-22
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更正:逗死了(溴大了~~)
xuhongku 2011-03-22
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我勒个去~~~哈哈哈哈哈~~~--图片都死了哦--哈哈
ranhou010 2010-08-22
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hh////////////////////////
cjc1021 2010-08-22
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++i++i先使i的值自增两次再赋值!
i++i++先赋值再使i的值自增两次!

记这
yanran_hill 2010-03-30
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俺没事的时候,喜欢这样练一下:吃葡萄不吐葡萄皮
程序员牛哥 2010-03-30
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总结一句话:vc环境中:
++i++i先使i的值自增两次再赋值!
i++i++先赋值再使i的值自增两次!
请求加精!
cattycat 2010-03-30
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这个和编译器是相关的,为了写可移植性的代码,还是少用这么长的自加运算。
x-teamer团队 2010-03-30
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[Quote=引用 1 楼 pengfeicfan 的回复:]

总结一句话:vc环境中:
++i++i先使i的值自增两次再赋值!
i++i++先赋值再使i的值自增两次!
请求加精!
[/Quote]

总结得不错~, 混合加精, 味精和鸡精都需要加!

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