03 C++中的三元运算符

大家好，我是陈同学。我们开始今天的分享。

三元运算的介绍

三元运算符相信大家都不陌生，它可以进行一些简单的判断操作。
在C和C++中三元表达式如下：

条件表达式 ? 表达式1 : 表达式2;

其中，条件表达式的值会被判断，如果为真，则整个表达式的值为表达式1的值；如果为假，则整个表达式的值为表达式2的值。
在这里我们需要注意的是C语言中的三元运算表达式返回的是一个具体的值，也就是说它不可以作为左值的。与之不同的是在C++中三元运算表达式返回的是变量本身，他是可以作为左值的。
我们下面通过几个简单的例子来比较两者差异。

例子1

/**
 *@file 04C语言中的三目运算符.c
 *@author chenshining
 *@version v1.0
 *@date 2023-07-08
 */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stddef.h>
#include <math.h>
/**
 * 在C语言中三目运算符的使用
 * C语言中表达式的返回结果存放于寄存器中
 * C语言 表达式的返回值是一个确定的值而不是一个变量
 * 
*/

int main(){

    int a = 10;
    int b = 11;
    //( a < b ? a : b) = 30; =====> 10=30;   报错： 表达式必须是可修改的左值
    int c = ( a < b ? a : b);    // c=min(a,b)
    printf("c:%d\n",c);
    return 0;
}

根据上面的例1我们可以作如下总结

1. C语言中三元表达式的返回结果存放于寄存器中
2. C语言中三元表达式的返回值是一个确定的值而不是一个变量

例子2

/**
 *@file 04三目运算符.cpp
 *@author chenshining
 *@version v1.0
 *@date 2023-07-06
 */
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;
/**
 * 
 * 1）C语言返回变量的值 C++语言是返回变量本身
 *  C语言中的三目运算符返回的是变量值，不能作为左值使用
 *  C++中的三目运算符可直接返回变量本身，因此可以出现在程序的任何地方
 *  2）注意：三目运算符可能返回的值中如果有一个是常量值，则不能作为左值使用
 *  (a < b ? 1 : b )= 30;
 *  3）C语言如何支持类似C++的特性呢？
 * ====>当左值的条件：要有内存空间；让表达式返回一个内存空间/内存首地址 指针
 * 思考：如何让C中的三目运算法当左值呢？
 *  4) 本质：C++编译器完成了取地址的工作
 **/

int main(){

    int a = 10;
    int b = 11;
    (a < b ? a : b) = 30;   /// 返回a b中小的变量，并将该变量赋值30
    cout << "a:" << a <<endl;
    cout << "b:" << b <<endl;
    return 0;
}

与C语言不同的是C++的三元运算符返回的是变量本身，因此可以出现在程序的任何地方。当然这里有一个注意点，当C++中的三元运算表达式中有一个是常量，则则不能作为左值使用。

那么如何让C语言的三元运算表达式也可以作为左值呢？
首先我们了解作左值的必要条件（ChatGTP的回答）：

• 可寻址性（Addressability）： 左值必须有内存地址，这样才能在内存中定位并进行赋值操作
• 持久性（Persistency）： 左值必须是持久的，也就是说，它们所引用的内存地址在整个表达式的生命周期中保持不变。
• 非位字段（Not a Bit-field）： 左值不能是位字段，位字段是一种特殊的数据结构，无法直接进行地址取得和赋值操作。
• 非寄存器变量（Not a Register Variable）： 在C语言中，寄存器变量是存储在寄存器中的变量，无法通过地址来访问，因此不能作为左值。
• 不是常量（Not a Constant）： 左值不能是常量，因为常量是不可修改的
  总结一下就是，左值必须有可寻址的持续的内存空间。我们可以联想到指针，具体请见例3。

例子3

/**
 *@file 04C语言中的三目运算符.c
 *@author chenshining
 *@version v1.0
 *@date 2023-07-08
 */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stddef.h>
#include <math.h>
/**
 * 在C语言中三目运算符的使用
 * C语言中表达式的返回结果存放于寄存器中
 * C语言 表达式的返回值是一个确定的值而不是一个变量
 * 
*/

int main(){

    int a = 10;
    int b = 11;
    *(a < b ? &a : &b) = 30;   // 返回a b中小的变量，并将该变量赋值30
    printf("a:%d\n",a);
    return 0;
}