c++ 中 `++i` 与 `i++` 在运算表达式中的优先级

在算术表达式中，优先级高的运算符先运算，优先级低的运算符后运算，不同的优先级直接影响表达式的计算结果。

1. 说明

• gcc中
  gcc中的加法运算表达式中，是按照从左到右按顺序，如果运算符两边有++i操作数，就先进行++i操作，然后进行加法运算；

• vs中
  vs中的加法运算表达式中，则不一样，只要表达式中有++i操作数，就要先计算，最后才是进行加法运算。

加法运算可以扩展到减法、乘法、除法运算和前置–、后置–。但是如果是四则混合运算还要考虑加、减、乘、除的优先级问题。

2. 实例1

计算如下表达式的值：

int i = 3, j = 0;j = (i++) + (i++) + (++i);cout << "i = " << i << endl;   cout << "j = " << j << endl;

结果：

• gcc
  i = 6
  j = 10

• vs2012
  i = 6
  j = 12

计算过程：

• gcc

  1. 从左到右：fun = (i++) + (i++) = 3 + 3 = 6
  2. j = fun + (++i),表达式中有（++i）
     
     1. 先计算（++i）: i = 4
     2. j = fun + i = fun + 4 = 10
  3. 计算左边（i++）: i = 5
  4. 计算中间（i++）: i = 6

• vs2012

  1. 表达式中有（++i），先计算 ：i = 4
  2. 从左到右：fun = (i++) + (i++) = i + i = 4 + 4 = 8
  3. j = fun + i = 8 + 4 = 12
  4. 计算左边（i++）: i = 5
  5. 计算中间（i++）: i = 6

3. 实例2

计算如下表达式的值：

int i = 3, j = 0;j = (++i) + (++i) + (++i);cout << "i = " << i << endl;cout << "j = " << j << endl;

结果：

• gcc
  i = 6
  j = 16

• vs2012
  i = 6
  j = 18

计算过程：

• gcc

  1. 从左到右：fun = (++i) + (++i)
     
     1. 先计算左侧（++i）：i = 4
     2. 再计算右侧（++i）：i = 5
     3. 然后计算 ：fun = i + i = 5 + 5 = 10
  2. j = fun + (++i),
     
     1. 先计算右边（++i）: i = 6
     2. 然后计算 ：j = fun + i = 10 + 6 = 16

• vs2012

  1. 表达式中有（++i），先计算
     
     1. 先计算左侧（++i）：i = 4
     2. 再计算中间（++i）：i = 5
     3. 先计算右边（++i）: i = 6
  2. 从左到右：fun = i + i = 6 + 6 = 12
  3. j = fun + i = 12 + 6 = 18

4. 实例3

计算如下表达式的值：

int i = 3, j = 0;j = (++i) + (++i) + (++i) + (++i);cout << "i = " << i << endl;cout << "j = " << j << endl;

结果：

• gcc
  i = 7
  j = 23

• vs2012
  i = 7
  j = 28

计算过程与实例 1 和实例 2 类似，就不再推导。

5. 理解

为什么同是 c++，同样的代码在 gcc 下和 vs 下的结果会不一样呢？下面，先从几个概念说起：

• 表达式的副作用

  • 含义：表达式在求值过程中要改变该表达式中作为操作数的某个变量的值。
  • 原因：表达式中包含了具有副作用的操作符，这样的操作符包括：赋值操作符、复合赋值操作符、增1减1操作符。如：j = (i++) + i + (i++)。

• 顺序点

  • 含义：也称作序列点，是计算机程序中一些执行点，在该点处之前的求值的所有的副作用已经发生，在它之后的求值的所有副作用仍未开始
  • 例子：for(int i = 0; i < N; y = i++)中的两个分号就是顺序点，把int i = 0，i < N，y = i++分开。

c++ 标准只保证，在一个顺序点处，求值和副作用全部完成，然后才能进入下面的部份，但是在两个顺序点直接，副作用的顺序并没有规定。所以在多个副作用同时存在的情况下，不同的编译器会有不同的执行顺序。

实际工作中，完全可以通过引入中间变量，避开“顺序点”这样容易出错，也极大地降低代码可读性的“边缘概念”。

6. c 与 c++ 顺序点出现的位置

1. && （逻辑与）、 || （逻辑或）、逗号操作符的左操作数与右操作数求值之间（前两者是短路求值的一部分）。例如，表达式*p++ != 0 && *q++ != 0，子表达式*p++ != 0的副作用都会在试图访问q之前完成。
2. 三元条件运算符的第一个操作数之后，第二或第三操作数之前。例如，表达式a = (*p++) ? (*p++) : 0在第一个*p++之后存在顺序点，因而在第二个*p++求值之前已经做完一次自增。
3. 完整表达式结束处。包括表达式语句（如赋值a=b;），返回语句，if、switch、while、do-while语句的控制表达式，for语句的3个表达式。
4. 函数调用时的函数入口点。函数实参的求值顺序未指定，但数序点意味着这些实参求值的副作用在进入函数时都已经完成。表达式f(i++) + g(j++) + h(k++)，调用f(), g(), h()的顺序未指定，i, j, k的自增顺序也未指定。函数调用f(a,b,c)的实参列表不是逗号运算符，a, b, and c的求值顺序未指定。
5. 函数返回时，在返回值已经复制到调用上下文。（仅C++标准指出这一顺序点)
6. 初始化的结束。例如，声明int a = 5;中的对5求值之后。
7. 在声明序列的每个声明（declarator）之间。例如，int x = a++, y = a++的两次a++求值之间。注意，此例不是逗号运算符。

7. 参考

参见维基百科