C++逻辑操作符

时间:2022-06-05 清风自在流水潺潺人气:0

一、逻辑运算符的原生语义

操作数只有两种值( true和 false )逻
辑表达式不用完全计算就能确定最终值
最终结果只能是 true 或者 false

下面看一个逻辑表达式的代码：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int func(int i)
{
    cout << "int func(int i): i = " << i << endl;
    return i;
}
int main()
{
    if (func(0) && func(1))
    {
        cout << "Result is true!" << endl;
    }
    else 
    {
        cout << "Result is False!" << endl;
    }
    cout << endl;
    if (func(0) || func(1))
    {
        cout << "Result is true!" << endl;
    }
    else 
    {
        cout << "Result is False!" << endl;
    } 
    return 0;
}

输出结果如下：

这就是逻辑操作符的短路规则，可以参照我之前写的详细讲解逻辑运算符的使用

二、重载逻辑操作符

逻辑操作符可以重载吗？重载逻辑操作符有什么意义？

下面看一个重载逻辑操作符示例：

#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
    int mValue;
public:
    Test(int v)
    {
        mValue = v;
    }
    int value() const
    {
        return mValue;
    }
};
bool operator &&(const Test& l, const Test& r)
{
    return l.value() && r.value();
}
bool operator ||(const Test& l, const Test& r)
{
    return l.value() || r.value();
}
Test func(Test i)
{
    cout << "Test func(Test i): i.value() = " << i.value() << endl;
    return i;
}
int main()
{
    Test t0(0);
    Test t1(1);
    if (func(t0) && func(t1))
    {
        cout << "Result is true!" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Result is false!" << endl;
    }
    cout << endl;
    if (func(t0) || func(t1))
    {
        cout << "Result is true!" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Result is false!" << endl;
    }
}

输出结果如下：

按照短路法则，func(t0) && func(t1) 应该只执行 func(t0)，这里却输出了func(t0) 和 func(t1) 运行后的值，这是为什么呢？且看下面解析。

问题的本质分析

C++ 通过函数调用扩展操作符的功能
进入函数体前必须完成所有参数的计算
函数参数的计算次序是不定的
短路法则完全失效

逻辑操作符重载后无法完全实现原生的语义。

上述代码等效写法如下：

#include <iostream>
using namespace std;
class Test
{
    int mValue;
public:
    Test(int v)
    {
        mValue = v;
    }
    int value() const
    {
        return mValue;
    }
};
bool operator &&(const Test& l, const Test& r)
{
    return l.value() && r.value();
}
bool operator ||(const Test& l, const Test& r)
{
    return l.value() || r.value();
}
Test func(Test i)
{
    cout << "Test func(Test i): i.value() = " << i.value() << endl;
    return i;
}
int main()
{
    Test t0(0);
    Test t1(1);
    if (operator && (func(t0), func(t1)))
    {
        cout << "Result is true!" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Result is false!" << endl;
    }
    cout << endl;
    if (operator || (func(t0), func(t1)))
    {
        cout << "Result is true!" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Result is false!" << endl;
    }
}

输出结果和上面一样：

将func(t0) && func(t1) 改写成operator && (func(t0), func(t1))，就不难理解为什么了。核心就两点：

1.进入函数体前必须完成所有参数的计算

2.函数参数的计算次序是不定的

一些有用的建议

实际工程开发中避免重载逻辑操作符
通过重载比较操作符代替逻辑操作符重载
直接使用成员函数代替逻辑操作符重载
使用全局函数对逻辑操作符进行重载

三、小结

C++ 从语法上支持逻辑操作符重载
重载后的逻辑操作符不满足短路法则
工程开发中不要重载逻辑操作符
通过重载比较操作符替换逻辑操作符重载
通过专用成员函数替换逻辑操作符重载

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