(三) 運算符

2018-02-24 16:09 更新

從最簡單的運算符加號(+)說起,加號(+)是個二元運算符——也就是說,加號只把兩個數(shù)聯(lián)接起來,從來不把第三個或者更多的聯(lián)接起來。

因此,“1加2加3” 在計算機中被表述為:

(1 + 2) + 3      // a

或者

1 + (2 + 3)      // b

雖然我們通常寫做?1 + 2 + 3,但是并不意味這它和我們數(shù)學中的 1+2+3 是等價的。

那么數(shù)學中的 1+2+3 到底表示的是 a 呢,還是 b 呢?

如果計算機的求值是左結(jié)合的,那么此表達式等價于第一種a; 如果是右結(jié)合的,那么此表達式等價于第二種b。

1 + 2 + 3?簡單的理解就是 “把1、2、3加在一起”, 確實,在我們接觸到的數(shù)學里面,就是把三個數(shù)加起來。 但是在編程語言中,卻不僅僅這樣。

就像前面說的那樣,+號無法操作三個或者更多的數(shù),參與加法運算的只能是兩個數(shù)。

順便說一句,正號、負號是一元運算符,雖然它們和二元運算符加、減用相同的符號, 但是他們卻是不同的,所以不要想當然的認為 +4 就等價于 0+4,其實它們不是等價的,

+4 是一個整數(shù),但是 0+4 是一個加法表達式,這個表達式的求值結(jié)果正好是 +4。

在 java 中,我們可以寫?short a = +4,但是當我們寫?short a = 0 + 4?時則產(chǎn)生一個警告。

還有一個其它例子,同樣是關(guān)于 short 的,

short b = 1;
short b = b + 4;   // 警告
short b += 4;      // 無警告

那么?1 + 2 + 3?是如何運算的呢? 在馮諾依曼體系架構(gòu)的編程語言中, 這里有一個副作用——我習慣稱那些“計算機的運算過程與程序員的大腦思考過程不一樣時,則稱為副作用”(雖然書本里面沒有這么寫過,但我一向這么認為),?本來你以為會是這樣,結(jié)果計算機偏偏就不是這樣做的,我稱他為副作用。

如果看過前面的『語句與表達式』,這可以這么理解:

1 + 2 是一個表達式,它的返回值是 3。 這個表達式的返回值再參加到另一個表達式中 3 + 3,最后得出結(jié)果6。

我們用語句(Statement)來改寫這段代碼:

// 計算 1 + 2 + 3
var a = 1 + 2;
var b = b + 3;

如果我們用 lisp 語言對這個表達式求值,則沒有副作用。

(+ (+ 1 2) 3)

如果你還沒有懂,或者這個例子太有特殊性,那么我們換一個

5 > 4 > 3

在數(shù)學中,這個算式的值為 true。當我們用C語言來寫這段代碼,它返回的確實 false。

原因和上面的一樣,大于號(>)是二元運算,它無法直接比較三個數(shù),5 > 4 返回的結(jié)果是 true, 當用 true 和 3 比較時,true 被轉(zhuǎn)換稱 1,也就是?1 > 3,最終的結(jié)果自然就是 false 了。

總之,回歸到了『語句與表達式』篇的那個觀點:在編程語言中?每個表達式都有一個值。

編程語言中的運算符和數(shù)學中的運算器雖然一樣,但是它們卻并不等同。?當你寫程序時,要寫給人看; 當你調(diào)試程序時,要學會用計算機的方式思考代碼的含義。

我習慣于把運算符理解為函數(shù),比如 2 + 5 其實就是 add(2, 5) 或者 2.add(5)。 難道我會偷偷的告訴你 “其實很多語言都是這么做的”。

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