Operator (programowanie)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Operator – w programowaniu konstrukcja językowa jedno-, bądź wieloargumentowa zwracająca wartość.

Do podstawowych operatorów, będących elementem większości języków programowania, należą operatory arytmetyczne: dodawania (+), odejmowania (-), mnożenia (*), dzielenia (/); operatory porównania: większe niż (>), mniejsze niż (<), większe równe (>=), mniejsze równe (<=), równe (= lub ==), różne (<> lub !=), a także operatory operacji logicznych, operacji bitowych, przypisań itd. Główne cechy opisujące operator to liczba i typy argumentów, typ wartości zwracanej, wykonywane działanie, priorytet oraz łączność lub jej brak oraz umiejscowienie operatora względem operandów. Dany język posiada swoją listę operatorów wraz z określonymi cechami, mówiącymi o kolejności wykonywania operacji w przypadku, gdy nie zastosowano nawiasów. W niektórych językach można definiować nowe operatory oraz zmieniać priorytety i łączność.

Umiejscowienie względem operandów[edytuj | edytuj kod]

Operator umieszczany przed swoimi operandami nazywa się operatorem przedrostkowym (prefiksowym), po operandach — przyrostkowym (postfiksowym), pomiędzy operandami — wrostkowym (infiksowym). Dla operatorów składających się z kilku symboli leksykalnych powyższe rozróżnienie nie zachodzi.

Pierwszeństwo, priorytet[edytuj | edytuj kod]

Pierwszeństwo operatorów określa jak należy interpretować wyrażenie gdzie na jednym poziomie (struktury nawiasowej) występują dwa operatory. Przykładowo a + b * c może być interpretowane jako (a + b) * c lub a + (b * c). Gdy + ma wyższy priorytet niż * zachodzi sytuacja pierwsza, gdy jest na odwrót druga. Projektanci języków programowania starają się tak dobierać priorytety, żeby odpowiadały intuicji w typowych konstrukcjach. Na przykład operatory arytmetyczne mają priorytety zgodne z kolejnością wykonywania działań, niższy priorytet mają operatory porównania a jeszcze niższy operatory logiczne. Dlatego wyrażenie 1+2*x < 3 || x==0 nie musi być zapisane jako ((1+(2*x)) < 3) || (x==0).

Łączność, wiązanie[edytuj | edytuj kod]

Łączność to cecha operatorów pozwalająca jednoznacznie interpretować wyrażenie w którym występują operatory o tym samym priorytecie (w szczególności kilka wystąpień tego samego operatora). Wyrażenie a+b-c będzie zinterpretowane jako (a+b)-c jeśli operatory + i - są lewostronnie łączne a a+(b-c) jeśli prawostronnie łączne. Operatory o tym samym priorytecie ale innej łączności nie mogą być mieszane ze sobą. Operatory mogą nie być łączne, wtedy również ich mieszanie z innymi jest niedozwolone. W większości języków podstawowe operatory arytmetyczne są łączne lewostronnie, natomiast operatory potęgowania czy przypisania prawostronnie.

Lista operatorów w najpopularniejszych językach[edytuj | edytuj kod]

(do uzupełnienia o pozostałe języki)

operator liczba argumentów działanie i zwracana wartość występowanie i priorytet (1 – najwyższy)
C C++ Java JavaScript[1] Perl Python PHP
zakres::x
::x
2 określenie zakresu lub przestrzeni nazw danej zmiennej/odwołanie do zmiennej globalnej – zwraca wartość zmiennej - 1 - - 1
Str.pole
wskStr->pole
2 wybór pola ze struktury lub klasy – zwraca wartość wybranego pola 1 2 1 - 2
tablica[n][2] 2 wybór wartości z pola tablicy o określonym indeksie – zwraca wartość wybranego pola 1 2 1 1 2
funkcja() zm. wywołanie funkcji – operator o zmiennej liczbie argumentów, zwraca wartość funkcji 1 2 1 1 2
sizeof(obiekt) 1 zwraca rozmiar obiektu (zmiennej, typu) w bajtach 1 3 - - -
new typ
delete x
1 alokuje blok pamięci na dynamiczną zmienną danego typu/zwalnia zaalokowaną pamięć wskazywaną przez wskaźnik x - 3 2 2 1
*wsk 1 operator wyłuskania wartości zmiennej ze wskaźnika – zwraca wartość zmiennej 2 3 - - 3
&x 1 operator adresu – zwraca fizyczny adres komórki pamięci przechowującej zmienną x; operator referencji 2 3 - - 3
(typ)zmienna 2 operator rzutowania – zwraca wartość zmiennej po zrzutowaniu na dany typ 2 3 2 - 3
x++
x--
1 inkrementacja/dekrementacja postfiksowa – zwraca wartość zmiennej x, następnie zwiększa/zmniejsza ją o 1 2 2 2 2 3
++x
--x
1 inkrementacja/dekrementacja prefiksowa – zwiększa/zmniejsza wartość zmiennej o 1 oraz zwraca jej nową wartość 2 3 2 2 3
+x
-x
1 unarne operatory znaku liczby – zwracają wartość zmiennej po "dopisaniu" znaku, nie ingerując w wartość 2[3] 3 2 2 3
~x 1 negacja bitowa – zwraca zmienną z zanegowanymi wszystkimi bitami, nie ingerując w wartość 2 3 2 2 3
!wyrażenie 1 negacja logiczna – zwraca zanegowaną wartość wyrażenia, zero dla wartości niezerowych, jeden dla zera 2 3 2 2 3
@x 1 operator kontroli błędów – zapewnia pominięcie wyświetlania ostrzeżeń systemowych dla danej instrukcji w celu samodzielnej kontroli błędów - - - - 3
x*y
x/y
2 mnożenie/dzielenie – zwraca wartość iloczynu/ilorazu zmiennych 3 5 3 3 4
x%y 2 dzielenie modulo – zwraca resztę z dzielenia wartości zmiennej x przez wartość y 3 5 3 3 4
x+y
x-y
2 dodawanie/odejmowanie – zwraca wartość sumy/różnicy zmiennych 4 6 4 4 5
x.y 2 operator złączenia łańcuchów znaków – zwraca łańcuch powstały ze złączenia x i y - - - - 5
x<<y
x>>y
2 przesunięcie bitowe w lewo/w prawo – zwraca zmienną x po przesunięciu wszystkich jej bitów o y pozycji w lewo/w prawo (przesunięcie o jedną pozycję w lewo odpowiada mnożeniu razy 2, przesunięcie o jedną pozycję w prawo odpowiada dzieleniu przez 2) 5 7 5 5 6
x<y
x>y
2 logiczne operatory relacji, zwracające wartość niezerową, gdy x jest mniejszy/większy od y, zerową w przeciwnym wypadku 6 8 6 6 7
x<=y
x>=y
2 logiczne operatory relacji, zwracające wartość niezerową, gdy x jest mniejszy lub równy/większy lub równy y, zerową w przeciwnym wypadku 6 8 6 6 7
x instanceof Y 2 operator porównujący typ zmiennej x z klasą/interfejsem Y - - 7 6 3
x==y 2 logiczny operator relacji, zwracający wartość niezerową, gdy x jest równy y, zerową w przeciwnym wypadku 7 9 7 7 8
x<>y 2 logiczny operator relacji, zwracający wartość niezerową, gdy x jest różny od y, zerową w przeciwnym wypadku - - - - 8
x!=y 2 logiczny operator relacji, zwracający wartość niezerową, gdy x jest różny od y, zerową w przeciwnym wypadku 7 9 7 7 8
x===y
x!==y
2 logiczne operatory relacji z porównaniem typu, zwracające wartość niezerową, gdy x jest równe oraz tego samego typu co y/różne lub innego typu niż y, zerową w przeciwnym wypadku - - - 7 8
x&y 2 iloczyn bitowy – zwraca wartość wynikającą z operacji iloczynu logicznego na każdej parze bitów ze zmiennych x i y 8 10 8 8 9
x^y 2 bitowa suma modulo 2 – zwraca wartość wynikającą z operacji sumy modulo 2 na każdej parze bitów ze zmiennych x i y 9 11 9 9 10
x|y 2 suma bitowa – zwraca wartość wynikającą z operacji sumy logicznej na każdej parze bitów ze zmiennych x i y 10 12 10 10 11
x&&y 2 iloczyn logiczny – zwraca wartość iloczynu logicznego wyrażeń x i y – niezerową, gdy oba wyrażenia są niezerowe, zerową w innych przypadkach 11 13 11 11 12
x||y 2 suma logiczna – zwraca wartość sumy logicznej wyrażeń x i y – zerową, gdy oba wyrażenia są zerowe, niezerową w innych przypadkach 12 14 12 12 13
x ? y : z 3 operator warunkowy – zwraca y, gdy x ma wartość niezerową, z w przeciwnym wypadku 13 15 13 13 14
x=y 2 operator przypisania – przypisuje zmiennej x wartość zmiennej y 14 16 14 14 15
x*=y  x/=y
x%=y  x+=y
x-=y  x<<=y
x>>=y  x&=y
x^=y  x|=y
2 operatory przypisania – przypisują zmiennej x wartość odpowiednio x*y, x/y, itd. 14 16 14 14 15
x and y 2 niskopriorytetowy iloczyn logiczny - - - - 16
x xor y 2 niskopriorytetowa suma modulo 2 - - - - 17
x or y 2 niskopriorytetowa suma logiczna - - - - 18
wyr1, wyr2 2 operator przecinkowy, służący np. do grupowania wyrażeń podczas inicjalizowania pętli 15 18 15 15 19[4]

Przykładowy zapis w języku C[edytuj | edytuj kod]

(zmienna liczba jest typu int)

liczba *= ((liczba=10) + 7) % 3;

Nawiasy w tym przypadku wymusiły zmianę priorytetów operatorów. Działania wykonane zostaną w porządku narzuconym przez nawiasy. To samo wyrażenie pozbawione nawiasów:

liczba *= liczba = 10 + 7 % 3;

jest również poprawne ze względu na składnię. Wynik będzie jednak inny – pierwsza wykonana zostanie operacja dzielenia modulo, następnie dodawania, a na końcu oba przypisania od prawej do lewej.

W języku C kolejność obliczania operandów operatora nie jest gwarantowana ze względu na zastrzeżenie możliwości optymalizacji kodu wynikowego przez kompilator (nie dotyczy to operatorów &&, ||, ?: oraz ,). Użycie operandów, których obliczenie wartości wpływa na wartość pozostałych nie gwarantuje takiego samego wyniku we wszystkich implementacjach języka.

Np. kod:

int i = 1;
tablica[i] = i++;

nie gwarantuje, czy wartość 1 zostanie wstawiona pod indeks 1, czy może pod indeks 2 tablicy.

Przypisy

  1. Wg implementacji Microsoftu: Operator Precedence (JavaScript)
  2. – w niektórych kompilatorach C i C++ dozwolony jest również zapis n[tablica]. Jest to spowodowane faktem, że operator tablica[n] jest tłumaczony na *(tablica+n), a dodawanie jest przemienne.
  3. – plus unarny wprowadzono w ANSI C
  4. Obsługiwany wyłącznie w pętli for

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  1. Brian W. Kernighan, Dennis M. Ritchie: Język ANSI C. Warszawa: WNT, 2004. ISBN 83-204-2979-X.
  2. Alfred V. Aho, Ravi Sethi, Jeffrey D. Ullman: Kompilatory Reguły, metody i narzędzia. Warszawa: WNT, 2002, seria: Klasyka informatyki. ISBN 83-204-2656-1.