C++表达式

表达式是_运算符_和它们的_操作数_的序列，它指定一项计算。

表达式的求值可以产生一个结果（比如 2+2 的求值产生结果 4），也可能产生副作用（比如对 std::printf("%d",4) 的求值在标准输出上打印字符 '4'）。

概述

• 值类别（左值 (lvalue)、右值 (rvalue)、泛左值 (glvalue)、纯右值 (prvalue)、亡值 (xvalue)）是根据表达式的值所进行的分类
• 实参和子表达式的求值顺序指定获得中间结果所用的顺序

运算符

常见运算符

赋值

[自增
自减](https://www.apiref.com/cpp-zh... "cpp/language/operator incdec")

算术

逻辑

比较

成员访问

其他

a = b
a += b
a -= b
a *= b
a /= b
a %= b
a &= b
a |= b
a ^= b
a <<= b
a >>= b

++a
--a
a++
a--

+a
-a
a + b
a - b
a * b
a / b
a % b
~a
a & b
a | b
a ^ b
a << b
a >> b

!a
a && b
a || b

a == b
a != b
a < b
a > b
a <= b
a >= b
a <=> b

a[b]
*a
&a
a->b
a.b
a->*b
a.*b

a(...)
a, b
? :

特殊运算符

static_cast 转换一个类型为另一相关类型
dynamic_cast 在继承层级中转换
const_cast 添加或移除 cv 限定符
reinterpret_cast 转换类型到无关类型
C 风格转型 以 static_cast 、 const_cast 及 reinterpret_cast 的混合转换一个类型到另一类型
new 创建有动态存储期的对象
delete 销毁先前由 new 表达式创建的对象，并释放其所拥有的内存区域
sizeof 查询类型的大小
sizeof... 查询形参包的大小(C++11 起)
typeid 查询类型的类型信息
noexcept 查询表达式是否能抛出异常(C++11 起)
alignof 查询类型的对齐要求(C++11 起)

• 运算符优先级定义了运算符绑定到其各实参的顺序
• 替代表示是一些运算符的其他代用书写方式
• 运算符重载允许对用户定义的类指定各运算符的行为。

转换

• 标准转换为从一个类型到另一类型的隐式转换
• const_cast 转换
• static_cast 转换
• dynamic_cast 转换
• reinterpret_cast 转换
• 显式转型转换，使用 C 风格写法和函数式写法
• 用户定义转换使得可以指定源自用户定义类的转换

内存分配

• new 表达式动态地分配内存
• delete 表达式动态地解分配内存

其他

• 常量表达式能在编译期求值并在编译期语境（如模板实参、数组大小等等）中使用
• sizeof
• alignof
• typeid
• throw 表达式

初等表达式

任何运算符的操作数都可以是其他的表达式或初等表达式（例如，1+23 中 operator+ 的操作数是子表达式 23 和初等表达式 1）。

初等表达式包括以下各项：

• 字面量（例如 2 或 "Hello, world"）

• 标识表达式，包括

  • 经过适当声明的无限定的标识符（例如 n 或 cout），以及
  • 经过适当声明的有限定的标识符（例如 std::string::npos）
• lambda 表达式 (C++11)
• 折叠表达式 (C++17)
• requires 表达式 (C++20)

括号中的任何表达式也被归类为初等表达式：这确保了括号具有比任何运算符更高的优先级。括号保持值、类型和值类别不变。

字面量

字面量是 C++ 程序中用以表现嵌入到源代码中的常量值的记号。

• 整数字面量是整数类型的十进制、八进制、十六进制或二进制 (C++14 起)的数值
• 字符字面量是有下列类型之一的单个字符：
• char 或 wchar_t
• char16_t 或 char32_t (C++11 起)
• char8_t (C++20 起)
• 浮点字面量是 float、double 或 long double 类型的值
• 字符串字面量是有下列类型之一的字符序列：
• const char[] 或 const wchar_t[]
• const char16_t[] 或 const char32_t[] (C++11 起)
• char8_t (C++20 起)
• 布尔字面量是 bool 类型的值，即 true 和 false
• nullptr 是指针字面量，指定一个空指针值 (C++11 起)
• 用户定义字面量是用户指定的类型的常量值 (C++11 起)

不求值表达式

运算符 typeid、sizeof、noexcept 和 decltype (C++11 起) 的操作数是不求值表达式（除非运算符为 typeid 而操作数是多态泛左值），因为这些运算符仅查询其操作数的编译期性质。因此，std::size_t n = sizeof(std::cout << 42); 不进行控制台输出。

不求值的运算数被当做_完整表达式_，即便它们在语法上是某个更大的表达式的操作数也是如此（例如，这意味着 sizeof(T()) 要求 T::~T 可访问）

(C++14 起)

requires 表达式也是不求值表达式。

(C++20 起)

弃值表达式

_弃值表达式_是仅用来实施其副作用的表达式。从这种表达式计算的值被舍弃。这样的表达式包括任何表达式语句的完整表达式，内建逗号运算符的左边的实参，以及转型到类型 void 的转型表达式的实参。

弃值表达式的计算结果永远不进行数组到指针和函数到指针转换。当且仅当该表达式是 volatile 限定的泛左值，并具有下列形式之一（必须为其内建含义，可以有括号）时，进行左值到右值转换：

• 标识表达式 (id-expression)
• 数组下标表达式
• 类成员访问表达式
• 间接寻址
• 成员指针操作
• 条件表达式，其第二个和第三个操作数都是这些表达式中的一种
• 逗号表达式，其右操作数是这些表达式中的一种。

此外，若该左值拥有 volatile 限定的类类型，则要求用 volatile 复制构造函数来初始化作为结果的右值临时量。

如果表达式（经过可能会发生的任何左值向右值转换之后）是非 void 纯右值，则进行临时量实质化。

当表达式丢弃了声明为 [[[nodiscard](https://www.apiref.com/cpp-zh/cpp/language/attributes/nodiscard.html "cpp/language/attributes/nodiscard")]] 的值，而它不是转型为 void 的表达式时，编译器可以发布警告。

(C++17 起)