【C++基础入门】33.C++中的逻辑操作符

文章目录

一、逻辑运算符的原生语义

二、重载逻辑操作符

三、小结

---

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博客《【C语言进阶剖析】15.C语言中的逻辑运算符分析》。

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

1. C++ 通过函数调用扩展操作符的功能
2. 进入函数体前必须完成所有参数的计算
3. 函数参数的计算次序是不定的
4. 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