Стивен Прата - Язык программирования C. Лекции и упражнения (6-е изд.) 2015

Очевидно, что порядок выполнения различных операций оказывает влияние на конечный результат, следовательно, язык С нуждается в однозначных правилах выбора того, что должно выполняться в первую очередь. Эта проблема решается путем установки порядка выбора операций. Каждой операции назначается уровень приоритета. Как и в обычной арифметике, умножение и деление имеют более высокий приоритет, чем сложение и вычитание, поэтому они выполняются первыми. А что, если две операции обладают одинаковыми приоритетами? Когда они применяются к одному и тому же операнду, то выполняются в порядке следования внутри оператора. Большинство операций выполняются слева направо. (Операция = является исключением из этого правила.) Поэтому в операторе

butter =25.0+ 60.0 *n/ SCALE; операции выполняются в следующем порядке:

60.0 * n

Сначала выполняется первая операция * или / в выражении (при условии, что п равно 6, 60.0 * n дает 360.0).

360.0 / SCALE

168 Глава 5

Затем выполняется вторая операция * или / в выражении.

25.0 + 180

В завершение (поскольку SCALE равно 2.0) выполняется первая операция + в выражении, давая результат 205.0.

Многие люди предпочитают представлять порядок вычислений с помощью диаграммы, которая называется деревом выражения. Пример такой диаграммы продемонстрирован на рис. 5.3. Диаграмма показывает, как исходное выражение постепенно сводится к одному значению.

Рис. 5.1. Деревья выражений, показывающие операции, операнды и порядок вычиелтия

А что, если нужно обеспечить выполнение операции сложения раньше операции деления? Тогда можно поступить так, как это сделано в следующем операторе:

flour = (25.0 + 60.0 * n) / SCALE;

Все, что заключено в круглые скобки, выполняется первым. Внутри круглых скобок действуют обычные правила. В приведенном примере сначала выполняется умножение, а затем сложение. На этом вычисление выражения в круглых скобках завершено. Затем результат может быть разделен на SCALE.

Правила для рассмотренных операций обобщены в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Операции в порядке снижения приоритета

Обратите внимание, что две формы использования знака “минус” имеют разные приоритеты, как и две формы применения знака “плюс”. В столбце “Ассоциативность” указано, как операция связывается с ее операндами. Например, унарная операция - ассоциируется с величиной, находящейся справа от нее, а в случае операции деления операнд слева делится на операнд справа.

Операции, выражения и операторы 169

приоритет и порядок вычисления

Приоритеты операций являются жизненно важным правилом для определения порядка вычисления выражения, но они не обязательно определяют полный порядок вычислений. Язык С оставляет определенную свободу выбора при реализации. Рассмотрим следующий оператор:

у = 6 * 12 + 5 * 20;

Приоритеты диктуют порядок вычисления, когда две операции применяются к одному операнду. Например, 12 является операндом для двух операций, * и +, и приоритет указывает, что умножение должно выполняться первым. Аналогично, согласно приоритетам, операнд 5 должен сначала умножаться, а не суммироваться. Короче говоря, операции умножения 6*12и5*20 выполняются до того, как начнет выполняться операция сложения. При этом приоритеты не устанавливают, какая из двух операций умножения выполняется первой. Язык С оставляет этот выбор за реализацией, поскольку один выбор может оказаться более эффективным для одного оборудования, а другой выбор обеспечивает более высокую производительность на другом оборудовании. В любом случае выражение сводится к 72 + 100, так что последовательность выполнения операций умножения в этом конкретном примере не оказывает влияния на окончательный результат. Однако у вас может возникнуть вопрос: поскольку умножение выполняется слева направо, не означает ли это, что самое левое умножение выполнится первым? Правило ассоциативности применяется к операциям, которые совместно используют операнд. Например, в выражении 12 / 3 * 2 операции / и *, обладающие одинаковыми приоритетами, совместно используют операнд 3. Таким образом, в этом случае применяется правило “слева направо”, и выражение сводится к 4 * 2, т.е. 8. (Выполнение справа налево привело бы к 12 / 6, или 2. В этом случае выбор имеет значение.) В предыдущем примере две операции * не имеют общего операнда, так что правило “слева направо” не применяется.