4.1 基础

一元运算符作用于一个对象，如取地址符&、解引用符*
二元运算符作用于两个对象，如==、*
三元运算符?:。
函数调用也是特殊的运算符，它运算对象数量没有限制。

组合运算符和运算对象

理解含有多个运算符的复杂表达式，要先理解运算符的优先级、结合律，以及运算对象的求值顺序。

运算对象转化

常见的是整型提升，如小整型（bool、char、short）被提升为int

重载运算符

运算符作用于类类型的运算对象时，用户可以自行定义其含义。

左值右值

当对象被用作右值时，用的是对象的值（内容）。当对象被用作左值时，用的是对象的身份（在内存中的位置）。

赋值符=需要非常量左值作为左侧对象，返回结果也是左值
取地址符&作用于左值对象，返回指向该对象的指针，该指针是右值
内置解引用、内置下标`[]`、迭代器解引用、string和vector的下标[]，它们返回的结果都是左值
内置和迭代器的递增++递减-作用于左值对象，其前置版本返回左值
复合表达式是含有两个或多个运算符的表达式
优先级和结合律决定了运算对象的组合方式。先看优先级，一致时看结合律
括号()无视优先级和结合律
算术运算符和IO运算符都满足左结合律
求值顺序定义了多个运算对象哪个先被求值，如f1()*f2()中哪个函数先被调用
对于未指定求值顺序的运算符，若表达式指向并修改了同一个对象，则行为未定义。如cout<<i<<i++;
明确规定求值顺序的4种运算符：逻辑与&&、逻辑或||、条件?:、逗号,
最佳实践：
- 拿不准优先级和结合律时，用括号。
- 若表达式某处改变了某对象的值，则其他地方不要使用它。例外：++iter

4.2 算术运算符

一元运算符优先级最高，其次乘除和求余，最后加减。
上述算术运算符都满足左结合律
算术运算符的运算对象和结果都是右值。
算术表达式求值前，小整型都会被提升。所有对象最终都转换成同一种类型
一元正号、加减都可用于指针。一元正号作用于指针或算术值时，返回（提升后的）副本，一元负号对对象的值取负后，返回（提升后的）副本。
算术运算符的结果可能溢出，其结果与机器相关，不可预知
整数相除还是整数
参与取余%的运算对象必须都是整型，不可用浮点做转换
(-m)/n和m/(-n)都等于-(m/n)，m%(-n)等于m%n，(-m)%n等于-(m%n)

21%6; /结果是3/ 21/6; /结果是3/
21%7; /结果是0/ 21/7; /结果是3/
-21%-8; /结果是-5/ -21/-8; /结果是2/
21%-5; /结果是1/ 21/-5; /结果是-4/

4.3 逻辑和关系运算符

关系运算符作用于算术或指针类型，逻辑运算符作用于任何能转换为bool的类型。它们的返回类型都是bool型右值。
逻辑与&&、逻辑或||都是短路求值，先求左侧，仅由左侧无法确定表达式结果时再求右侧。
- 逻辑与&&仅当左侧为真时才求右侧
- 逻辑或||仅当左侧为假时才求右侧
逻辑非运算符将运算对象的值取反后返回
关系运算符都满足左结合律，因此不能出现i<j<k这种写法。
进行比较时除非比较对象都是严格的bool类型，否则不要用true等字面值，因为true提升为整型时是1，不是任何非零值都能true

4.4 赋值运算符

赋值运算符的左侧对象必须是可修改的左值，其返回结果就是左侧对象，也是左值。
如果左右类型不匹配，将右侧转为左侧类型。
类类型的赋值运算符由类本身决定，如vector模板重载了赋值运算符使其可接收花括号列表作为初值。
无论左侧对象的类型是什么，初始值列表都可为空。此时编译器创建一个值初始化的临时量来初始化。
赋值运算满足右结合律，即多重赋值语句a=b=c;解读为a=(b=c);，前面所有类型或者和最右侧类型相同，或者可由最右侧类型转换得到。
赋值运算符优先级较低
C++允许赋值运算的结果作为条件，所以=和==要分清。
复合赋值运算符：
- 算术运算符： += = = /= %=
- 位运算符： <<= >>= &= |= ^=
复合运算符更快：复合运算符a+=b仅求值一次，普通运算符a=a+b求值两次，一次加法一次赋值。

4.5 递增和递减运算符

++i被称为前置版本，i++被称为后置版本。
前置版本和后置版本的区别：
- 前置版本将对象+1或-1后，将对象本身作为左值返回
- 后置版本将对象+1或-1后，将对象原始值的副本作为右值返回
混用解引用和递增可实现简洁性

cout<<*iter++;等价于cout<<*(iter++); 或cout<<*iter; ++iter;
由于求值顺序经常未指定，所以不要在一条语句中出现a和a++
如*beg=toupper(*beg++);未定义，可被解读为beg=toupper(*beg)或(beg+1)=toupper(*beg)

4.6 成员访问运算符

ptr->mem等价于(*ptr).mem 。括号不可省略，因为点优先级比解引用高。
箭头运算符作用于指针，得到对象的成员，结果是左值。（因为解引用得到的一定是引用，引用是左值）
点运算符取决于对象：对象是左值就返回左值，对象是右值就返回右值。

4.7 条件运算符

cond?expr1:expr2
如果expr1和expr2都是左值或能转换为同一种左值类型，则运算结果是左值。否则是右值。
允许在条件运算符的内部嵌套另外一个条件运算符
条件运算符优先级非常低，因此在长表达式之中使用时，需要在两端加上括号

4.8 位运算符

移位运算符满足左结合律

unsigned char bits=0233; //10011011
bits<<8; //提升为int大小，再左移8位，00000000 00000000 10011011 00000000 bits<<31; //提升为int大小，再左移31位，10000000 00000000 00000000 00000000 bits>>3; //提升为int大小，再右移3位，00000000 00000000 00000000 00010011

4.9 sizeof 运算符

sizeof运算符返回一条表达式或一个类型所占的字节数，满足右结合律，返回值是size_t类型的常量表达式。
两种形式：
- sizeof(type)
- sizeof expr
sizeof不会计算运算对象的值，所以可以：
- 可在sizeof里解引用无效指针没有影响，是一种安全的行为。
- 可在sizeof里用域操作符::获取类成员大小，而不需要对象和成员。
sizeof的结果取决于运算对象的类型：
- char型表达式返回1
- 引用做sizeof返回被引用对象所占空间大小
- 指针做sizeof返回指针本身所占空间大小
- 解引用指针做sizeof返回指向对象所占空间大小
- 数组做sizeof得到整个数组所占空间大小，（attention：sizeof不会把数组当指针处理）
- string或vector求sizeof只返回固定部分的大小，不会计算对象实际占用空间
常用于计算数组长度的方法是：sizeof(ia)/sizeof(*ia)，sizeof返回的是常量表达式，可用于声明新数组。

4.10 逗号运算符

含有两个运算对象，遵循从左往右的求值顺序
实质上是将多个顺序执行的表达式写为一行的手段。

for (vector::size_type ix = 0; ix != ivec.size(); ix++, cnt--)
ivec[ix] = cnt;

someValue ? ++x, ++y : --x, --y;

4.11 类型转换

隐式转换自动执行，不需程序员介入。算术类型的隐式转换被设计为尽量避免损失精度。
隐式转换发生的情形：
- 整型提升
- 条件中非bool转bool
- 初始化时初始值转为变量类型，赋值时右侧对象转为左侧类型
- 算术运算或关系运算中有多种类型，最终会统一
- 函数调用时也会有类型转换
算术转换：把运算对象（算术类型）转为最宽的类型，同时有整型和浮点时将整型转浮点。
整型提升：把小整型转为大整型。
- 小整型（bool、char、signed char、unsigned char、short、unsigned short等），只要值能放进int就转为int，放不进int就放进unsigned int
- 宽字符（wchar_t、char16_t、char32_t）提升为int、unsigned int、long、unsigned long、long long、unsigned long long中能装进去的最小者
signed和unsigned的转换
- 若unsigned类型不小于signed类型，直接将signed转为unsigned
- 若unsigned类型小于signed类型，且该unsigned类型的值都能装进该signed类型，则unsigned转为signed
- 若unsigned类型小于signed类型，且该unsigned类型的值不都能装进该signed类型，则signed转为unsigned
  
  bool flag; char cval;
  short sval; unsigned short usval;
  int ival; unsigned int uival;
  long lval; unsigned long ulval;
  float fval; double dval;
  3.14159L+'a'; //'a'提升为int，再转为long double
  dval+ival; //ival转double
  dval+fval; //fval转double
  ival=dval; //dval切除小数部分转int
  flag=dval; //dval是0则false，否则true
  cval+fval; //cval提升为int，再转float
  sval+cval; //sval和cval都提升为int
  cval+lval; //cval转long
  ival+ulval; //ival转unsigned long
  usval+ival; //未定义，根据unsigned short和int所占空间大小做转换
  uival+lval; //未定义，根据unsigned int和long所占空间大小做转换
- 数组转指针：
  - 大多数用到数组的表达式中，数组自动转为指向首元素的指针
  - 在表达式中使用函数类型也会转为函数指针
  - 例外：decltype、取地址&、sizeof、typeid运算符不会将数组转指针
  - 例外：用引用初始化数组时也不会转指针
- 指针的转换：
  - 0或nullptr可转为任意指针类型
  - 指向任意非常量的指针能转为void *
  - 指向任意对象的指针能转为const void *
- 转成bool类型
- 转换为常量
  - 允许将指向非常量的指针或引用转为指向常量的指针或引用。但反之不可，底层const不可删除。
- 类类型的转换：类类型可定义转换，但编译器只能执行一种类类型转换。
强制类型转换

手动指定要转换的变量和要转换为的类型，经常是很危险的。

命名的强制类型转换

cast-name<type>(expression)

expression 是要转换的值
type是转换的目标类型，若type是引用类型，则返回左值。
cast-name是一下一种
- static_cast
  
  只要不包含底层const，都可使用。例如将大算术类型转为小算术类型、浮点转整型、编译器无法自动执行的类型转换
  
  double d=3.14;
  void *p=&d; //任何非常量对象的地址都能放进void *指针
  double *dp=stataic_cast(p); //将指针转回指向double型
- dynamic_cast
- const_cast
  - 只能改变运算的底层const
  - 如果对象是常量，用const_cast去掉常量后执行写操作是未定义行为。
  - const_cast能改变表达式的常量属性，但不能用const_cast改变表达式类型
    
    const char *pc;
    char *p = const_cast(pc); //正确，但是通过p写值是未定义的行为
    
    const char *cp;
    char *q = static_const(cp); //错误，static_cast 不能转换掉const性质
    static_cast(cp); //正确，字符串字面值转成string类型
    const_cast(cp) //错误，const只改变常量属性
- reinterpret_cast中的一种。
  - 为运算对象的位模式提供较低层次上的重新解释，即内存中的bits不变，改变解读方式。它依赖于机器，非常危险。