表达式

 

C++

编译器支持

独立和宿主式

语言

标准库

标准库头文件

具名要求

特性测试宏 (C++20)

语言支持库

概念库 (C++20)

诊断库

内存管理库

元编程库 (C++11)

通用工具库

容器库

迭代器库

范围库 (C++20)

算法库

字符串库

文本处理库

数值库

日期和时间库

输入/输出库

文件系统库 (C++17)

并发支持库 (C++11)

执行控制库 (C++26)

技术规范

符号索引

外部库

 

C++ 语言

通用主题
预处理器 注释	关键字 转义序列
流程控制
条件执行语句
if	switch
迭代语句（循环）
for 范围 for (C++11)	while do-while
跳转语句
continue - break	goto - return
函数
函数声明
Lambda 函数表达式
inline 说明符
动态异常规范 (在 C++11 中弃用*)
noexcept 说明符 (C++11)
异常
throw 表达式 try 块	catch 处理程序
命名空间
命名空间声明	命名空间别名
类型
基本类型 枚举类型 函数类型	类/结构体类型 联合体类型
说明符
const/volatile decltype (C++11) auto (C++11)	constexpr (C++11) consteval (C++20) constinit (C++20)
存储期说明符
初始化
默认初始化 值初始化 零初始化 复制初始化 直接初始化	聚合初始化 列表初始化 (C++11)   常量初始化 引用初始化

表达式
值类别 求值顺序	运算符 运算符优先级
可替换表示
字面量
布尔 - 整数 - 浮点
字符 - 字符串 - nullptr (C++11)
用户定义 (C++11)
实用工具
属性 (C++11)
类型
typedef 声明
类型别名声明 (C++11)
转型
隐式转换 static_cast const_cast	显式转换 dynamic_cast reinterpret_cast
内存分配
new 表达式	delete 表达式
类
类声明 构造函数 this 指针	访问说明符 friend 说明符
类特有函数属性
虚函数 override 说明符 (C++11)   final 说明符 (C++11)	explicit (C++11) static
特殊成员函数
默认构造函数 复制构造函数 移动构造函数 (C++11)	复制赋值 移动赋值 (C++11) 析构函数
模板
类模板 函数模板	模板特化 形参包 (C++11)
杂项
内联汇编	C++ 的历史

 

表达式

通用
值类别 求值顺序 常量表达式 初等表达式	Lambda 表达式 (C++11) Requires 表达式 (C++20) 形参包索引表达式 (C++26) 潜在求值表达式
字面量
整数字面量 浮点字面量 布尔字面量 字符字面量	转义序列 字符串字面量 空指针字面量 (C++11) 用户定义字面量 (C++11)
运算符
赋值运算符 自增和自减 算术运算符 逻辑运算符 比较运算符 成员访问运算符 其他运算符 new 表达式 delete 表达式 throw 表达式	alignof sizeof sizeof... (C++11) typeid noexcept (C++11) 折叠表达式 (C++17) 运算符的可替换表示 优先级和结合性 运算符重载 默认比较 (C++20)
转换
隐式转换 显式转换 常用算术转换     用户定义的转换	const_cast static_cast dynamic_cast reinterpret_cast

 

表达式是由运算符和它们的操作数组成的序列，它指定一项计算。

表达式求值可能产生结果（例如，2 + 2 的求值产生结果 4），并且可能产生副作用（例如，std::printf("%d", 4) 的求值在标准输出上打印字符 '4'）。

每个 C++ 表达式都由两个独立的属性表征：类型和值类别。

通用

• 值类别（左值、右值、泛左值、纯右值、将亡值(C++11 起)）按它们的值对表达式分类
• 求值顺序 指定获得中间结果的顺序，用于实参和子表达式

运算符

常用运算符
赋值	自增 自减	算术	逻辑	比较	成员 访问	其他
a = b a += b a -= b a *= b a /= b a %= b a &= b a |= b a ^= b a <<= b a >>= b	++a --a a++ a--	+a -a a + b a - b a * b a / b a % b ~a a & b a | b a ^ b a << b a >> b	!a a && b a || b	a == b a != b a < b a > b a <= b a >= b a <=> b	a[...] *a &a a->b a.b a->*b a.*b	函数调用 a(...)
						逗号 a, b
						条件 a ? b : c
特殊运算符
static_cast 将一种类型转换为另一种相关类型 dynamic_cast 在继承层级中转换 const_cast 添加或移除 cv 限定符 reinterpret_cast 将类型转换为不相关类型 C 风格转型 通过混合 static_cast、const_cast 和 reinterpret_cast 将一种类型转换为另一种类型 new 创建具有动态存储期的对象 delete 析构先前由 new 表达式创建的对象并释放已获取的内存区域 sizeof 查询类型的大小 sizeof... 查询形参包的大小 (C++11 起) typeid 查询类型的类型信息 noexcept 检查表达式是否可能抛出异常 (C++11 起) alignof 查询类型的对齐要求 (C++11 起)

• 运算符优先级 定义运算符绑定到其参数的顺序
• 可替换表示 是某些运算符的可替换拼写
• 运算符重载 使得可以指定运算符对用户定义类的行为。

转换

• 标准转换 从一种类型到另一种类型的隐式转换
• const_cast 转换
• static_cast 转换
• dynamic_cast 转换
• reinterpret_cast 转换
• 显式转型 使用 C 风格转型记法和函数风格记法的转换
• 用户定义的转换 使得可以指定从用户定义类的转换

内存分配

• new 表达式 动态分配内存
• delete 表达式 动态释放内存

其他

• 常量表达式 可以在编译时求值，并用于编译时语境（模板实参、数组大小等）
• sizeof
• alignof
• typeid
• throw 表达式

初等表达式

任何运算符的操作数都可以是其他表达式或初等表达式（例如，在 1 + 2 * 3 中，运算符 + 的操作数是子表达式 2 * 3 和初等表达式 1）。

初等表达式是下列任何一种

• this
• 字面量（例如 2 或 "Hello, world"）
• 标识符表达式，包含
  • 适当声明的非限定标识符（例如 n 或 cout），
  • 适当声明的限定标识符（例如 std::string::npos），和
  • 要在声明符中声明的标识符

形参包索引表达式

(C++26 起)

lambda 表达式	(C++11 起)
折叠表达式	(C++17 起)
requires 表达式	(C++20 起)

圆括号中的任何表达式也被归类为初等表达式：这保证了圆括号比任何运算符都具有更高的优先级。圆括号保持值、类型和值类别。

字面量

字面量是 C++ 程序的记号，表示嵌入在源代码中的常量值。

• 整数字面量 是整数类型的十进制、八进制、十六进制或二进制数。
• 字符字面量 是以下类型的单个字符

• char 或 wchar_t

char16_t 或 char32_t	(C++11 起)
char8_t	(C++20 起)

• 浮点字面量 是 float、double 或 long double 类型的值
• 字符串字面量 是以下类型的字符序列

• const char[] 或 const wchar_t[]

const char16_t[] 或 const char32_t[]	(C++11 起)
const char8_t[]	(C++20 起)

• 布尔字面量 是 bool 类型的值，即 true 和 false

nullptr 是指针字面量，指定空指针值 用户定义字面量 是用户指定类型的常量值

(C++11 起)

完整表达式

组成表达式定义如下

• 表达式的组成表达式是该表达式。
• 花括号初始化器列表 或（可能带圆括号的）表达式列表的组成表达式分别是相应列表的元素的组成表达式。
• 以 = 开头的初始化器的组成表达式是 初始化器子句 的组成表达式。

int num1 = 0;
num1 += 1; // Case 1: the constituent expression of “num += 1” is “num += 1”
 
int arr2[2] = {2, 22} // Case 2: the constituent expressions
                      //         of “{2, 22}” are “2” and “22”
                      // Case 3: the constituent expressions of “= {2, 22}”
                      //         are the constituent expressions of “{2, 22}”
                      //         (i.e. also “2” and “22”)

表达式 E 的直接子表达式是

• E 的操作数的组成表达式，

如果 E 创建了一个聚合体对象，则用于初始化的每个默认成员初始化器的组成表达式，	（自 C++14 起）
如果 E 是 lambda 表达式，则按复制捕获的实体的初始化和捕获的初始化器的组成表达式，	(C++11 起)

• E 隐式调用的任何函数调用，或
• 如果 E 是函数调用或隐式调用函数，则调用中使用的每个默认实参的组成表达式。

表达式 E 的子表达式是 E 的直接子表达式或 E 的直接子表达式的子表达式。注意 lambda 表达式的“函数体”中出现的表达式不是 lambda 表达式的子表达式。(C++11 起)

下列表达式是完整表达式

• 未求值的操作数
• 常量表达式

立即调用

(C++20 起)

• 简单声明或成员初始化器的声明符，包含初始化器的组成表达式
• 在生存期结束时生成的析构函数的调用，对于生存期未被延长的临时对象以外的对象

契约断言的谓词

(C++26 起)

• 不是任何其他表达式的子表达式，并且不是任何完整表达式的其他部分的表达式

如果语言构造被定义为产生函数的隐式调用，则为了此定义的目的，语言构造的使用被认为是表达式。为了满足表达式出现的语言构造的要求而应用于表达式结果的转换也被认为是完整表达式的一部分。

对于初始化器，执行实体的初始化（包含求值聚合体的默认成员初始化器）(C++14 起)也被认为是完整表达式的一部分。

潜在求值表达式

除非出现以下情况，否则表达式是潜在求值的 它是 sizeof 运算符的操作数，或者 它是 typeid 运算符的操作数，并且不指代多态类类型的左值。	（直至 C++11）
下列操作数是未求值操作数，它们不被求值 typeid 运算符应用到的表达式，多态类类型的泛左值除外 作为 sizeof 运算符的操作数的表达式 作为 noexcept 运算符的操作数 作为 decltype 说明符的操作数 概念定义的 约束表达式 requires 子句的 requires 关键字之后的表达式 requires 表达式的 requirement-seq 中出现的表达式 (C++20 起) 除非出现以下情况，否则表达式是潜在求值的 它是未求值操作数，或 它是未求值操作数的子表达式。	(C++11 起)

潜在求值表达式是ODR 用途。

弃值表达式

弃值表达式是仅用于其副作用的表达式。从此类表达式计算的值被丢弃。此类表达式包括任何表达式语句的完整表达式、内置逗号运算符的左侧操作数，或转型到 void 类型的转型表达式的操作数。

数组到指针和函数到指针的转换永远不应用于由弃值表达式计算的值。当且仅当表达式是volatile 限定的泛左值并具有以下形式之一时（需要内置含义，可能带圆括号），才应用左值到右值转换

• id 表达式，
• 数组下标表达式，
• 类成员访问表达式，
• 解引用，
• 指向成员运算符，
• 条件表达式，其中第二个和第三个操作数是这些表达式之一，
• 逗号表达式，其中右侧操作数是这些表达式之一。

此外，如果左值是 volatile 限定的类类型，则需要 volatile 复制构造函数来初始化生成的右值临时量。

如果表达式是非 void 纯右值（在可能已发生的任何左值到右值转换之后），则会发生临时量实质化。 当除转型到 void 之外的表达式丢弃声明为 [[nodiscard]] 的值时，编译器可能会发出警告。

(C++17 起)

表达式等价性 如果满足以下所有条件，则多个表达式 e1、e2、...、eN 是表达式等价的 它们具有相同的效果。 要么它们都是常量子表达式，要么都不是。 要么它们都是noexcept，要么都不是。 当且仅当 e1 和 e2 是表达式等价的时，e1 才表达式等价于 e2（这意味着 e2 也表达式等价于 e1）。

(C++20 起)

缺陷报告

以下行为变更缺陷报告被追溯应用于先前发布的 C++ 标准。

DR	应用于	已发布行为	正确行为
CWG 1054	C++98	向 volatile 变量赋值可能 由于应用于赋值结果的左值到 右值转换而导致不必要的读取	引入弃值表达式 并将此情况从列表排除 需要转换的情况
CWG 1343	C++98	聚合初始化中的析构函数调用顺序 未充分指定	聚合初始化中的完整表达式 得到良好指定
CWG 1383	C++98	左值到右值转换应用于弃值表达式 的表达式列表也涵盖了重载运算符 仅涵盖运算符	具有内置含义的运算符 具有内置含义的运算符
CWG 1576	C++11	左值到右值转换未应用于 弃值 volatile 将亡值表达式	应用转换 在这种情况下
CWG 2249	C++98	要在声明符中声明的标识符 不是 id 表达式	它们是
CWG 2431	C++11	绑定到引用的临时量的析构函数的调用 不是完整表达式	它们是

参见

C 文档 关于 表达式