【C++Primer练习】第4章 表达式

练习4.1

表达式5+10*20/2的求值结果是多少？

105

练习4.2

在下列表达式合理位置添加括号，使得添加括号后的运算对象组合顺序与添加前一致
（a）*vec.begin() (b)*vec.begin()+1

成员选择运算符.优先级>解引用运算符*>加法运算符+，所以：
（a）：表示先获得指向vec[0]的指针，再解引用获得值vec[0]。添加括号：*(vec.begin())；
（b）：表示先获得指向vec[0]的指针，再解引用获得值vec[0]，最后加1。添加括号：*(vec.begin())+1；
验证代码

#include 
#include 
using std::cout;
using std::endl;
using std::vector;

int main()
{
    vector<int> vec(5, 0);
    cout << *vec.begin() << endl;
    cout << *(vec.begin()) << endl;
    cout << *vec.begin() + 1 << endl;
    cout << *(vec.begin()) + 1 << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

练习4.3

C++语言没有明确规定大多数二元运算符的求值顺序，给编译器优化留下了余地。这种策略实际上是在代码生成效率和程序潜在缺陷之间进行了权衡，你认为这可以接受吗？请说出你的理由

可以接受。程序潜在缺陷是可以在编程时调整以避免的，而代码效率相较之下更为重要。

练习4.4

在下面表达式中添加括号，说明其求值过程及最终结果。编写程序验证结果。
12/3*4+5*15+24%4/2

((12/3)*4)+(5*15)+((24%4)/2)

#include 
using std::cout;
using std::endl;

int main()
{
    cout << 12 / 3 * 4 + 5 * 15 + 24 % 4 / 2 << endl;			//91
    cout << ((12 / 3) * 4) + (5 * 15) + ((24 % 4) / 2) << endl;	//91
    system("pause");
    return 0;
}

练习4.5

写出下列表达式的求值结果：
（a）-30*3+21/5 （b）-30+3*21/5
（a）30/3*21%5 （b）-30/3*21%4

（a）-86 （b）-18
（a）0 （b）-2
验证代码

#include 
using std::cout;
using std::endl;

int main()
{
    cout << -30 * 3 + 21 / 5 << endl;   //-86
    cout << -30 + 3 * 21 / 5 << endl;   //-18
    cout << 30 / 3 * 21 % 5 << endl;    //0
    cout << -30 / 3 * 21 % 4 << endl;   //-2
    system("pause");
    return 0;
}

练习4.6

写出一条表达式用于确定一个整数是奇数还是偶数。

i % 2 ! = 0 ? “odd” : “even”

练习4.7

溢出是何含义？写出三条将导致溢出的表达式。

计算机计算结果超出该类型所能表示的范围。

#include 
using std::cout;
using std::endl;

int main()
{
    int a = 2147483647;
    cout << ++a << endl;            //-2147483648

    unsigned int b = 4294967295;
    cout << -b << endl;             //1

    short c = 32767;
    cout << ++c << endl;            //-32768

    system("pause");
    return 0;
}

练习4.8

说明在逻辑与、逻辑或及相等性运算符中运算对象的求值顺序。

• 逻辑与：当且仅当左侧表达式为真时才运算右侧对象
• 逻辑或：当且仅当左侧表达式为假时才运算右侧对象
• 相等性：？

练习4.9

解释下面的if语句中条件部分判断过程
const char*cp=“Hello World”;
if(cp && *cp);

首先判断cp是否为空字符串，如果不为空字符串，解引用cp，判断cp[0]是否为真。

练习4.10

为while 循环写一个条件，使其从标准输入中读取整数，遇到 42 时停止。

#include 
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;

int main()
{
    int i = 0;
    while (cin >> i && i != 42)
    {
        cout << i << endl;//输入：45 88 21 42；输出：45 88 21
    }

    system("pause");
    return 0;
}

练习4.11

书写一条表达式用于测试4个值a、b、c、d的关系，确保a大于b、b大于c、c大于d。

a>b && b>c && c>d

练习4.12

假设i、j 和k 是三个整数，说明表达式 i != j < k 的含义。

首先，不相等运算符优先级低于小于运算符，所以先判断j，若为真则返回bool值1，否则返回bool值0，接着判断i是否不等于返回的bool值。

练习4.13

在下述语句中，当赋值完成后i和d的值分别为多少？
int i; double d;
(a) d=i=3.5; (b) i=d=3.5;

（a）i=3，d=3
（b）i=3，d=3.5
验证代码

#include 
using std::cout;
using std::endl;

int main()
{
    int i;
    double d;
    d = i = 3.5;
    cout << i << " " << d << endl;  //3 3
    i = d = 3.5;
    cout << i << " " << d << endl;  //3 3.5

    system("pause");
    return 0;
}

练习4.14

执行下述if语句后将发生什么情况？
if(42=i)//…
if(i=42)//…

第一句将报错，42不可修改，不能作为左值；
第二句赋值等价于：i=42;if(i)//…即if将永远判断为真（除非修改i的值为0）。

练习4.15

下面的赋值是非法的，为什么？如何修改？

double dval; int ival; int *pi;
dval=ival=pi=0;

pi是指向int类型的指针，无法实现int到int*类型的转换。
可以修改为：dval=ival=*pi=0;即将pi指向的int类型赋值为0.

练习4.16

尽管下面的语句合法，但他们实际执行的行为可能和预期不一样，为什么？如何修改？

(a) if(p=getPtr()!=0)\\...
(b) if(i=1024)\\...

（a）由于赋值运算符优先级小于不等运算符，所以实际上先判断的是getPtr()!=0，赋值给p的是返回得到的bool值，可修改为：if((p=getPtr())!=0)；
（b）实际上执行过程是将1024赋值给i，然后判断if(i)，当i不为0时将永远判断为真，可修改为：if(i==1024)

练习4.17

说明前置运算符和后置运算符的区别。

前置运算符先将对象加一然后返回；后置运算符是先返回初始对象副本，然后将对象加一。

#include 
using std::cout;
using std::endl;

int main()
{
    int a = 0, b = 0;
    cout << ++a << endl;    //1
    cout << b++ << endl;    //0

    system("pause");
    return 0;
}

练习 4.18

如果132页那个输出vector对象元素的while循环使用前置递增运算符，将得到什么结果？

整体解引用的地址将后移一个单位，原本解引用范围为0->(size-1)，现在为1->size

练习4.19

假设 ptr 的类型是指向 int 的指针、vec 的类型是vector、ival 的类型是int，说明下面的表达式是何含义？如果有表达式不正确，为什么？应该如何修改？

(a) ptr!=0 && *ptr++				
(b) ival++ && ival
(c) vec[ival++]<=vec[ival]

（a）若ptr不为空指针，判断ptr当前指向值是否不为零，且ptr向后移动一个单位；
（b）先判断ival的值是否不为零，ival+1，然后判断ival加一后的值是否不为零；
（c）实际上是比较vec[ival]小于等于vec[ival+1]是否为真。

练习4.20

假设 iter 的类型是 vector::iterator, 说明下面的表达式是否合法。如果合法，表达式的含义是什么？如果不合法，错在何处？

(a) *iter++;				(b) (\*iter)++;				
(c) *iter.empty();			(d) iter->empty();		
(e) ++*iter;				(f) iter++->empty();

（a）合法，先将iter后移一个单位，返回iter初始值并对初始值解引用；
（b）不合法，iter解引用后为string类型，不能使用递增运算符；
（c）不合法，成员选择运算符优先级高于解引用，而iter没有empty成员函数；
（d）合法，等同于(*iter).empty()；
（e）不合法，string不能使用递增运算符；
（f）合法，先调用(*iter).empty()，再将iter后移一个单位。

练习4.21

编写一段程序，使用条件运算符从vector中找出那些元素的值是奇数，然后将这些奇数值翻倍.

#include 
#include 
using std::cout;
using std::endl;
using std::vector;

int main()
{
    vector<int> v(10);
    int count = 1;
    for (auto &i : v)
    {
        i = (count % 2) ? 2 * count : count;
        count += 1;
        cout << i << " ";//2 2 6 4 10 6 14 8 18 10 
    }
    system("pause");
    return 0;
}

练习4.22

本节的示例程序将成绩划分为high pass、pass 和 fial 三种，扩展该程序使其进一步将 60 分到 75 分之间的成绩设定为 low pass。要求程序包含两个版本：一个版本只使用条件运算符；另一个版本使用1个或多个if语句。哪个版本的程序更容易理解呢？为什么？

if版本逻辑结构清晰，更容易理解。

#include 
using std::cout;
using std::endl;

void test01(int grade)
{
    cout << ((grade > 90) ? "high pass" : (grade > 75) ? "pass"
                                      : (grade < 60)   ? "fail"
                                                       : "low pass")
         << endl;
}

void test02(int grade)
{
    if (grade > 90)
        cout << "high pass" << endl;
    else
    {
        if (grade > 75)
            cout << "pass" << endl;
        else
        {
            if (grade < 60)
                cout << "fail" << endl;
            else
                cout << "low pass" << endl;
        }
    }
}

int main()
{
    int grade1 = 93;
    int grade2 = 80;
    int grade3 = 66;
    int grade4 = 58;

    test01(grade1);//high pass
    test02(grade1);//high pass
    cout << '\n';

    test01(grade2);//pass
    test02(grade2);//pass
    cout << '\n';

    test01(grade3);//low pass
    test02(grade3);//low pass
    cout << '\n';

    test01(grade4);//fail
    test02(grade4);//fail
    cout << '\n';
    system("pause");
    return 0;
}

练习4.23

因为运算符优先级问题，下面这条表达式无法通过编译。根据4.12节的表指出问题在哪里，如何修改？
string s=“word”;
string p1=s+s[s.size()-1]==‘s’?“”:“s”;

加法运算符的优先级高于条件运算符，所以本语句首先执行s+s[s.size()-1]
可修改为：string p1=s+(s[s.size()-1]=='s'?"":"s");

练习4.24

本节的示例程序将成绩划分为 high pass、pass、和fail三种，它的依据是条件运算符满足右结合律。假如条件运算符满足的是左结合律，求值的过程将是怎样的？

没懂（

练习4.26

如果一台机器上int占32位、char占8位，用的是Latin-1字符集，其中字符’q’的二进制形式是01110001，那么表达式~‘q’<<6的值是什么？

首先提升为int类型：

00000000 00000000 00000000 01110001

然后取反：

11111111 11111111 11111111 10001110

最后向左移动6位：

 11111111 11111111 11100011 10000000

练习4.26

在本节关于测验成绩的例子中，如果使用unsigned int作为quiz1的类型会发生什么情况？

unsigned int类型只能占用16位，无法完成统计30个学生成绩的任务，会导致数据丢失。

练习4.27

下列表达式的结果是什么？

usigned long ull=3,ul2=7;
(a) ul1 & ul2;
(b) ul1 | ul2;
(c) ul1 && ul2;
(d) ul1 || ul2;

（a）表示对ul1和ul2进行按位与操作：

（前24位均为0）00000011
&
（前24位均为0）00000111

所得结果为：

（前24位均为0）00000011

（b）表示对ul1和ul2进行按位或操作：

（前24位均为0）00000011
|
（前24位均为0）00000111

所得结果为：

（前24位均为0）00000111

（c）表示对ul1和ul2进行逻辑与操作，由于都不为零，所以结果为1.
（d）表示对ul1和ul2进行逻辑或操作，由于不都为零，所以结果为1.

练习4.28

编写一段程序，输出每一种内置类型所占空间大小

#include 
using std::cout;
using std::endl;
int main()
{
    cout << sizeof(bool) << endl;       //1
    cout << sizeof(char) << endl;       //1
    cout << sizeof(short) << endl;      //2
    cout << sizeof(int) << endl;        //4
    cout << sizeof(long) << endl;       //4
    cout << sizeof(long long) << endl;  //8
    system("pause");
    return 0;
}

练习4.29

推断下面代码输出结果并说明理由。实际运行这段程序，结果和你想象的一样吗？如果不一样，为什么？

int x[10];int *p=x;
cout<<sizeof(x)/sizeof(*x)<<endl;
cout<<sizeof(p)/sizeof(*p)<<endl;

sizeof(x)/sizeof(*x)得到的结果是数组的大小，即10；
sizeof§/sizeof(*p)=指针p的大小/指针p指向空间的大小，4/4=1;

练习4.30

根据p142页的表，在下述表达式的适当位置添加括号，使得加上括号之后的表达式含义和原来相同。

(a) sizeof x + y		(b) sizeof p->mem[i]
(c) sizeof a < b		(d) sizeof f()

（a）sizeof优先级高于加法运算符，所以先执行sizeof。添加括号：sizeof(x)+y;
（b）sizeof优先级低于成员选择运算符。添加括号：sizeof(p->mem[i]);
（c）sizeof优先级高于关系运算符。添加括号：sizeof(a) （d）sizeof优先级低于函数调用运算符。添加括号：sizeof( f() ).

练习4.31

本节程序使用了前置版本的递增运算符和递减运算符，解释为什么要用前置版本而不用后置版本。要想使用后置版本的递减递增运算符需要做哪些改动？使用后置版本重写本节程序。

for循环中执行的语句顺序为：

1. 初始化：vector::size_type ix=0;
2. 判断：ix != ivec.size()
3. 语句：ivec[ix]=cnt
4. 递增递减：++ix, --cnt
5. 判断：ix != ivec.size()
6. 语句：ivec[ix]=cnt
7. 递增递减：++ix, --cnt
8. (5-7重复)
   如果我们使用后置版本，即第4步修改为：ix++, cnt–。那么就会执行递增递减后返回ix、cnt初始值的副本。虽然得到的结果是一样的，但是多了一个存储返回初始值副本的步骤，有些浪费.

#include 
#include 
using std::cout;
using std::endl;
using std::vector;
int main()
{
    vector<int> ivec(10);
    vector<int>::size_type cnt = ivec.size();
    for (vector<int>::size_type ix = 0; ix < ivec.size(); ix++, cnt--)
    {
        cout << "ivec[" << ix << "]: " << cnt << endl;
        ivec[ix] = cnt;
    }
    system("pause");
    return 0;
}

输出:

ivec[0]: 10
ivec[1]: 9
ivec[2]: 8
ivec[3]: 7
ivec[4]: 6
ivec[5]: 5
ivec[6]: 4
ivec[7]: 3
ivec[8]: 2
ivec[9]: 1

练习 4.32

解释下面这个循环的含义。

constexpr int size=5;
int ia[size]={1,2,3,4,5};
for(int *ptr=ia,ix=0;ix!=size && ptr!=ia+size;++ix,++ptr)
{/*...*/}

遍历数组ia

练习4.33

根据p147页的表说明下面这条表达式的含义

someValue ? ++x, ++y : --x, --y

首先逗号运算符优先级最低，接着是三目运算符。从右向左看，表达式可以分割为：( someValue ? ++x, ++y : --x), --y;
也就是说如果someValue为真，则执行语句：++x，++y，–y
如果someValue为假，则执行语句：–x，–y。

练习4.34

根据本节给出的变量定义，说明在下面的表达式中将发生什么样的类型转换：

(a) if(fval)	(b) dval=fval+ival;		(c)dval+ival*cval

（a）float转bool
（b）先执行加法运算符，即int转float，加法得到float类型赋值时转为double
（c）先执行乘法，char转int，乘法得到的int类型在执行加法时转为double

练习4.35

假设有如下定义：
char cval; int ival; unsigned int ui;
float fval; double dval;
请回答在面的表达式中发生了隐式类型转换吗？如果有，指出来

(a) cval='a'+3		(b) fval=ui-ival*1.0
(c) dval=ui*fval	(d) cval=ival+fval+dval

（a）字符’a’先转化为int类型执行加法，得到int类型在赋值过程中转化为char
（b）先执行乘法，ival提升为double以后执行乘法，ui也提升为double然后执行减法，赋值过程中转为float
（c）unsigned int类型转float执行乘法，赋值时转为double
（d）int转float执行加法，再转double执行加法，赋值时转char

练习4.36

假设i是int类型，d是double类型，书写表达式i *= d使其执行整数类型的乘法而非浮点数的乘法。

i*=static_cast(int)d

练习4.37

用命名的强制转化类型改写下列旧式的转化语句。

int i;double d;const string *ps;char *pc;void *pv;
(a) pv=(void *)ps;	(b) i=int(*pc);
(c) pv=&d;			(d) pc=(char*)pv;

（a）pv=const_castps;
（b）i=static_cast(*pc);
（c）pv=static_cast(&d);
（d）pc=reinterpret_cast(pv);

练习4.38

说明下面这条表达式的含义。
double slope=static_cast(j/i);

将j/i的结果强制转换为double类型然后赋值给slope。