[分享] 運算子優先順序 ?: 大於 = 大於 ,

[purpose (purpose)]

C++ Primer 4/e (P.170) 中，運算子優先序 (Operator Precedence) 如下表：

  ?:    (conditional)   expr ? expr : expr      右—結合性

  =     (assignment)    lvalue = expr           右—結合性

  ,     (comma)         expr, expr              左—結合性

####

考慮以下程式：

  int main() {
    1 ? puts("123"), puts("456") : puts("789"), puts("ABC");
    return 0;
  }

執行後：
123
456
ABC

眾所接知的是 ?: 是唯一的三元運算子，所以上面的運算中，
  運算元I 必然是常數 1，
  運算元II 只能是被夾在中間的運算式 puts("123"), puts("4567")，
  運算元III 有兩種可能：
                        puts("789")
                        puts("789"), puts("ABC")

其中，第二種可能代表 puts(789) 先與 comma 綁定成一體，
成為 (puts("789"), puts("ABC")) 之後，才以運算元III 的身份參戰。

從結果來看，顯然 comma 運算子的優先次序，確實低於 ?: 運算子。

####

接著把 , 改成 = (賦值)，再次驗證 ?: 的優先地位。

  #include <stdio.h>
  int main() {
    int a = 1, b = 2;
    1 ? a = 55 : b = 66;

    printf("a = %d, b = %d", a, b);
    return 0;
  }

執行後 (C++ Compiler)：

a = 55, b = 2

執行後 (C Compiler)：

error C2106: '=' : 左運算元必須是左值 (l-value)

這裡就出現爭議了。

####

假設： 其實 ?: 優先權高於 assignment (=)

  那就應該跟上次的分析過程相同，其運算元III 同樣為 b，又判斷式為 true，
  最終傳回運算元II 當作 result，再以此 result 去執行最後的 = 66，
  即 if (true) { (a = 55) = 66 };

  又 C99 標準的規定是：
    A conditional expression does not yield an lvalue.

  故 55 = 66 得到一個 C2106 編譯錯誤，也是合情合理的。

  又 C++03 標準的規定是：
    If the second and third operands are lvalues and 
    have the same type, the result is of that type and is an lvalue.

  故 (a = 55) 可以得到同樣是 int 型態的左值，最後再跑 = 66
  理論上，最後會讓 a 變成 66，但實際結果是 55。

  可見「?: 優先權高於 =」這個假設是錯的。

假設： 其實 ?: 優先權跟 assignment (=) 相等

  在這個假設之下，因為 b 參與 ?: 跟 = 兩個運算子，雙方優先權相等，
  所以依照右結合性，運算元III 將是 (b = 66)，最終結果吻合 C++ 編譯器
  跑出來的結果。

  但 C 編譯器說「左運算元必須是左值」，此錯誤在此假設下，
  就變成無理取鬧了。
  運算元II 中「a = 55」是左值；
  運算元III 中「b = 66」 亦為左值。

  可見「?: 優先權等於 =」這個假設應該也是錯的。

世界上根本就沒有 "運算子優先權表"，也可以說人人都是...

  在 C++03 標準中，有這麼一句話：
    The precedence of operators is not directly specified, 
    but it can be derived from the syntax.

根據 C99 / C++03 兩標準，可知

conditional-expression:
  logical-or-expression
  logical-or-expression ? expression : ┌ C++ 標準：assignment-expression
                                       └ C99 標準：conditional-expression

重點就是，"assignment-運算式" 包含 "conditional-運算式"，前者是後者的超集，
一個 "賦值運算式" 文法上可以替換成 "條件運算式"，但反過來就不行。

所以 1 ? a = 55 : b = 66; 這個 statement 中，
可以把 b = 66 當成 "賦值運算式"，最終使整個 statement，
在 C++ 文法下變成一組條件運算式。

但 C 的文法下，運算元III 要求是更狹窄的條件運算式，所以只能是 b 本身，
最終導致 a 的右值無法跟 66 進行運算的錯誤。


至於 comma 運算子，只能出現在 "賦值運算式" 的超集 "expression" 內：

expression:
  assignment-expression
  expression , assignment-expression

已知 "expression" 可以轉成 "賦值運算式"，但是 "賦值運算式"　無法長大
變成 "expression"，故 ?: 的運算元III 不會有 , 的參與。

故 1 ? puts("123"), puts("456") : puts("789"), puts("ABC"); 的結果
會是印出 123 456 ABC

除非在 "expression" 左右兩邊加上 () 就會變成 primary-expression，就可視為
單純的運算元使用了。

關於 ?: 的總結

   一、不當左值用

      int a = 10; int b = 20;
      ( 1 ? (a = 30) : (b = 40) ) = 50;
      printf("a = %d, b = %d\n", a, b);

      結果是 a = 50, b = 20

      哪天心血來潮把這段 code 貼到 C 就編譯錯誤了；
      在 C++，把 int b 改成 short int b 就又編譯錯誤了，不經改的東西很難用。

   二、最好不要用

      看別人程式碼，若運算式寫落落長，又沒加小括號，
      這時看運算子優先權表格來判斷，還是很方便的，前提就是別碰到 ?:

      根據經驗，只要 ?: 的冒號後面塞了一堆東西，就是傷眼睛的時候了。

        賦值變數 = ? 數值1 : 數值2;
        求絕對值函數( (a > b)? 數值1 : 數值2 );

      像這樣簡單的形式，則是無妨的。





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◆ From: 124.8.132.109
推 diabloevagto:還是分開寫的好
推 EntHeEnd:推
→ purincess:我剛剛跟我朋友說 my python is better than my c++
→ purincess:and my javascript is better than my c 在此得到印證(?
→ scwg: (a = 55) = 66 踩到 double assignment, a 要是多少都可吧
→ scwg: grammar 那邊的分析是對的, 不過 一、不當左值用 一樣有
→ scwg: multiple assignment 的問題
   感謝。

   依據 C++03 在 5.17 Assignment operators 的內文中說：
     The result of the assignment operation is the value stored in the 
     left operand after the assignment has taken place; 
     the result is an lvalue.

   所以 (a = 55) = 66 這樣的運算，在 C++ 環境下，a 應該可以得到 66。
   同時，在 C 的環境下，總是會變成 invalid lvalue in assignment 編譯錯誤。

   不知道這樣理解對嗎？謝謝。

推 cole945:推 ``世界上根本就沒有 "運算子優先權表"'' 這句..
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推 DEATHX:世界上根本就沒有 "運算子優先權表" +1
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推 dSnAil:世界上根本就沒有 "運算子優先權表"+1
推 xxxx9659:記起來了 ?:運算式 不當左值使用