6.2 — Operatory arytmetyczne

Jednoargumentowe operatory arytmetyczne

Istnieją dwa jednoargumentowe operatory arytmetyczne, plus (+) i minus (-). Dla przypomnienia operatory jednoargumentowe to operatory, które przyjmują tylko jeden operand.

Klasa jednoargumentowym. minus zwraca operand pomnożony przez -1. Innymi słowy, jeśli x = 5, -x wynosi -5.

Klasa operator jednoargumentowy plus zwraca wartość argumentu. Innymi słowy, +5 to 5, a +x to x. Ogólnie rzecz biorąc, nie będziesz musiał używać tego operatora, ponieważ jest on zbędny. Został dodany głównie w celu zapewnienia symetrii z jednoargumentowym. minus operator.

Dla czytelności oba te operatory powinny być umieszczone bezpośrednio przed operandem (np. -x, nie - x).

Nie mylić jednoargumentowym. minus operatora z operator odejmowania binarnego , który wykorzystuje ten sam symbol. Na przykład w wyrażeniu x = 5 - -3; pierwszy minus jest operatorem odejmowania binarnego , a drugi jest operatorem jednoargumentowym. minus operator.

Binarne operatory arytmetyczne

Istnieje 5 binarnych operatorów arytmetycznych operand.

Operatory dodawania, odejmowania i mnożenia działają tak samo, jak w prawdziwym życiu, bez żadnych zastrzeżeń.

Dzielenie i reszta wymagają dodatkowego wyjaśnienia. O dzieleniu porozmawiamy poniżej, a resztę w następnej lekcji.

Dzielenie liczb całkowitych i zmiennoprzecinkowych

Najłatwiej jest pomyśleć o operatorze dzielenia jako o dwóch różnych. „tryby”.

Jeśli jeden (lub oba) operandy są wartościami zmiennoprzecinkowymi, operator dzielenia wykonuje dzielenie zmiennoprzecinkowe. Dzielenie zmiennoprzecinkowe zwraca wartość zmiennoprzecinkową, a ułamek jest zachowywany. Na przykład 7.0 / 4 = 1.75, 7 / 4.0 = 1.75, I 7.0 / 4.0 = 1.75 mogą wystąpić błędy zaokrągleń.

Jeśli oba operandy są liczbami całkowitymi, operator dzielenia wykonuje zamiast tego dzielenie na liczbach całkowitych. Dzielenie na liczbach całkowitych porzuca ułamki i zwraca wartość całkowitą. Na przykład 7 / 4 = 1 ponieważ część ułamkowa wyniku jest Podobnie -7 / 4 = -1 ponieważ ułamek został usunięty.

Użycie static_cast<> do dzielenia zmiennoprzecinkowego liczb całkowitych

Powyższe rodzi pytanie - jeśli mamy dwie liczby całkowite i chcemy je podzielić bez utraty ułamka, jak to zrobić?

W lekcji 4.12 -- Wprowadzenie do konwersji typów i static_cast, pokazaliśmy, jak możemy użyć operatora static_cast<> do konwersji znaku na liczbę całkowitą, tak aby był drukowany jako liczba całkowita, a nie jako znak.

Możemy podobnie użyć static_cast<> do konwersji liczby całkowitej na liczbę zmiennoprzecinkową, dzięki czemu możemy potrafi dzielenie zmiennoprzecinkowe zamiast dzielenie przez liczby całkowite Rozważ następujący kod:

#include <iostream>

int main()
{
    constexpr int x{ 7 };
    constexpr int y{ 4 };

    std::cout << "int / int = " << x / y << '\n';
    std::cout << "double / int = " << static_cast<double>(x) / y << '\n';
    std::cout << "int / double = " << x / static_cast<double>(y) << '\n';
    std::cout << "double / double = " << static_cast<double>(x) / static_cast<double>(y) << '\n';

    return 0;
}

Daje to wynik:

int / int = 1
double / int = 1.75
int / double = 1.75
double / double = 1.75

Powyższe ilustruje, że jeśli którykolwiek z operandów jest liczbą zmiennoprzecinkową, wynikiem będzie dzielenie zmiennoprzecinkowe, a nie całkowite.

Dzielenie przez 0 i 0.0

Dzielenie liczb całkowitych przez dzielnik 0 spowoduje niezdefiniowane zachowanie, ponieważ wyniki są matematycznie niezdefiniowane!

#include <iostream>

int main()
{
	constexpr int apples { 12 };
	std::cout << "You have " << apples << " apples. Enter how many people to divide them between: ";
	int x {};
	std::cin >> x;

	std::cout << "Each person gets " << apples / x << " whole apples.\n"; // apples and x are int, so this is integer division

	return 0;
}

Jeśli uruchomisz powyższy program i wprowadź 0, Twój program prawdopodobnie ulegnie awarii. Śmiało, spróbuj, nie zaszkodzi to Twojemu komputerowi.

Wynik dzielenia przez wartość zmiennoprzecinkową 0.0 jest zdefiniowany w implementacji (co oznacza, że ​​zachowanie jest określane przez kompilator/architekturę). W przypadku architektur obsługujących format zmiennoprzecinkowy IEEE754 wynikiem będzie NaN lub Inf. W przypadku innych architektur rezultatem będzie prawdopodobnie niezdefiniowane zachowanie.

Możesz zobaczyć, co robi Twój program, uruchamiając następujący program i wprowadzając 0 lub 0.0:

#include <iostream>

int main()
{
	constexpr int apples { 12 };
	std::cout << "You have " << apples << " apples. Enter how many servings of apples you want: ";

	double d {};
	std::cin >> d;

	std::cout << "Each serving is " << apples / d << " apples.\n"; // d is double, so this is floating point division

	return 0;
}

Przypisanie arytmetyczne operatory

Do tego momentu, gdy trzeba było dodać 4 do zmiennej, prawdopodobnie wykonałeś następujące czynności:

x = x + 4; // add 4 to existing value of x

To działa, ale jest trochę nieporęczne i wymaga dwóch operatorów do wykonania (operator+ i operator=).

Ponieważ pisanie takich instrukcji ponieważ x = x + 4 jest tak powszechne, C++ udostępnia dla wygody pięć arytmetycznych operatorów przypisania. Zamiast pisać x = x + 4 można napisać x += 4. Zamiast, x = x * y można napisać x *= y.

W ten sposób powyższe ma postać:

x += 4; // add 4 to existing value of x

Operatory modyfikujące i niemodyfikujące

Operator, który może modyfikować wartość jednego ze swoich operandów, jest nieformalnie nazywany operatorem modyfikującym. W C++ większość operatorów nie modyfikuje - po prostu używają operandów do obliczenia i zwrócenia wartości. Jednakże dwie kategorie wbudowanych operatorów modyfikują lewy operand (oraz zwracają wartość):

• Operatory przypisania, w tym standardowy operator przypisania (=), arytmetyczne operatory przypisania (+=, -=, *=, /=, I %=) i bitowe operatory przypisania (<<=, >>=, &=, |= i ^=).
• Operatory inkrementacji i dekrementacji (odpowiednio ++ i -- ). Omówimy je w lekcja 6.4 — Operatory zwiększania/zmniejszania i skutki uboczne.

Wyłączone z tej listy są operatory ==, !=, <=, I >=, ponieważ są to niemodyfikujące operatory relacyjne (porównania) ( = oznacza „jest równe”). Omówiliśmy je w lekcji 6.7 -- Operatory relacyjne i zmiennoprzecinkowe porównania.