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详解C++中二进制求补运算符与下标运算符的用法

时间：2020-05-27 13:29 编辑：来源：阅读：
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摘要：详解C++中二进制求补运算符与下标运算符的用法

[b]二进制求补运算符：~[/b] 语法

~ cast-expression

备注二进制反码运算符 (~)（有时称为“按位反码”运算符）将生成其操作数的按位二进制反码。即，操作数中为 1 的每个位在结果中为 0。相反，操作数中为 0 的每个位在结果中为 1。二进制反码运算符的操作数必须为整型。 ~ 的运算符关键字 compl 运算符是 ~ 的文本等效项。访问程序中的 compl 运算符有两种方式：包括头文件 iso646.h，或使用 /Za 进行编译。

// expre_One_Complement_Operator.cpp
// compile with: /EHsc
#include <iostream>

using namespace std;

int main () {
  unsigned short y = 0xFFFF;
  cout << hex << y << endl;
  y = ~y;  // Take one's complement
  cout << hex << y << endl;
}

在此示例中，分配给 y 的新值是无符号值 0xFFFF 或 0x0000 的二进制反码。将对整型操作数执行整型提升，并且结果类型将是操作数将提升到的类型。 [b]下标运算符：[] [/b]

 postfix-expression [ expression ]

备注后跟下标运算符 [ ] 的后缀表达式（也可为主表达式）指定数组索引。通常，postfix-expression 表示的值是一个指针值（如数组标识符），expression 是一个整数值（包括枚举类型）。但是，从语法上来说，只需要一个表达式是指针类型，另一个表达式是整型。因此整数值可以位于 postfix-expression 位置，指针值可以位于 expression 的方括号中或下标位置。考虑以下代码片断：

  int nArray[5] = { 0, 1, 2, 3, 4 };
  cout << nArray[2] << endl;      // prints "2"
  cout << 2[nArray] << endl;      // prints "2"

在前面的示例中，表达式 nArray[2] 与 2[nArray] 相同。原因是下标表达式 e1[ e2 ] 的结果由以下所示给定：

*( ( e2 ) + (e1) )

该表达式生成的地址不是 e1 地址中的 e2 字节。相反，该地址将进行缩放以生成数组 e2 中的下一个对象。例如:

double aDbl[2];

aDb[0] 和 aDb[1] 的地址相距 8 字节 - double 类型的对象的大小。根据对象类型进行的缩放将由 C++ 语言自动完成，并在其中讨论了指针类型的操作数的加减法的相加运算符中定义。下标表达式还可以有多个下标，如下所示：

expression1 [expression2] [expression3]...

下标表达式从左至右关联。首先计算最左侧的下标表达式 expression1[expression2]。通过添加 expression1 和 expression2 得到的地址构成一个指针表达式；然后 expression3 将添加到此指针表达式，从而构成一个新的指针表达式，依此类推，直到添加最后一个下标表达式。在计算了最后的 subscripted 表达式后，将应用间接寻址运算符 (*)，除非最终指针值将为数组类型寻址。具有多个下标的表达式引用多维数组的元素。多维数组是其元素为数组的数组。例如，三维数组的第一个元素是一个具有两个维度的数组。以下示例声明并初始化字符的简单二维数组：

// expre_Subscript_Operator.cpp
// compile with: /EHsc
#include <iostream>

using namespace std;
#define MAX_ROWS 2
#define MAX_COLS 2

int main() {
  char c[ MAX_ROWS ][ MAX_COLS ] = { { 'a', 'b' }, { 'c', 'd' } };
  for ( int i = 0; i < MAX_ROWS; i++ )
   for ( int j = 0; j < MAX_COLS; j++ )
     cout << c[ i ][ j ] << endl;
}

正下标和负下标数组的第一个元素是元素 0。 C++ 数组的范围是从 array[0] 到 array[size – 1]。但是，C++ 支持正负下标。负下标必须在数组边界内；否则结果不可预知。以下代码显示了正数组和负数组下标：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
  int intArray[1024];
  for (int i = 0, j = 0; i < 1024; i++)
  {
    intArray[i] = j++;
  }

  cout << intArray[512] << endl;// 512
  
  int *midArray = &intArray[512]; // pointer to the middle of the array

  cout << midArray[-256] << endl;  // 256

  cout << intArray[-256] << endl; // unpredictable
}

上一行中的负下标可能产生运行时错误，因为它在内存中指向比数组的原点低 256 个字节的地址。指针 midArray 会初始化为 intArray 的中点；因此可以对其使用正数组和负数组索引。数组下标错误不会产生编译时错误，但它们会产生不可预知的结果。下标运算符是可交换的。因此，只要没有重载下标运算符（请参阅重载运算符），表达式 array[index] 和 array[array] 就一定等效。第一种形式是最常见的编码做法，但它们都有效。

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