【C++】 38_逻辑操作符的陷阱

潜规则

• 逻辑运算符的原生语义

  • 操作符只有两种值 ( true 和 false )
  • 逻辑表达式不用完全计算就能确定最终值 ( 短路法则 )
  • 最终结果只能是 true 或 false

编程实验： 逻辑表达式

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int func(int i)
{
    cout << "int func(int 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(1) || func(0) )
    {
        cout << "Result is true!" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Result is false!" << endl;
    }

    return 0;
}

输出：【短路法则】
int func(int i) : = 0
Result is false!

int func(int i) : = 1
Result is true!

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？

编程实验： 重载逻辑操作符

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class Test
{
private:
    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) )                     // 注意这里！
    {
        cout << "Result is true!" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Result is false!" << endl;
    }
    
    cout << endl;

    if( func(1) || func(0) )                      // 注意这里！
    {
        cout << "Result is true!" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Result is false!" << endl;
    }

    return 0;
}

输出：
Test func(Test i) : i.value() = 1
Test func(Test i) : i.value() = 0
Result is false!

Test func(Test i) : i.value() = 0
Test func(Test i) : i.value() = 1
Result is true!

分析：
重载后的逻辑操作符为什么没有按照短路法则执行呢？

• 问题的本质分析

  • C++ 通过函数调用扩展操作符的功能
  • 进入函数体前必须完成所有参数的计算
  • 函数参数的计算次序是不定的
  • 短路法则完全失效

if( func(t0) && func(t1) ) {}
if( func(t0) || func(t1) ) {}

<==>

if( operator && (func(t0), func(t1)) ) {}
if( operator || (func(t0), func(t1)) ) {}

逻辑操作符重载后无法完全实现原生的语义！！

• 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【推荐】

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

以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创！