Войти
В компьютерном программировании, операторы - это конструкции, определенные в языках программирования, которые в целом ведут себя как функции, но отличаются синтаксически или семантически.
Общие простые примеры включают арифметические операции (например, сложение с +), сравнение (например, «больше чем» с >) и логические операции (например, AND, также пишется на некоторых языках). Более сложные примеры включают присвоение (обычно =или : =), доступ к полю в записи или объект (обычно .) и оператор разрешения области видимости (часто ::или .). Языки обычно определяют набор встроенных операторов и в некоторых случаях позволяют пользователям добавлять новые значения к существующим операторам или даже определять совершенно новые операторы.
Синтаксически операторы обычно отличаются от функций. На большинстве языков функции можно рассматривать как особую форму оператора префикса с фиксированным уровнем приоритета и ассоциативностью, часто с обязательными скобками , например Func (a)(или (Func a)в Lisp ). Большинство языков поддерживают функции, определяемые программистом, но не могут претендовать на поддержку операторов, определенных программистом, если только они не имеют более чем префиксную нотацию и более одного уровня приоритета. Семантически операторы можно рассматривать как особую форму функции с другой нотацией вызова и ограниченным числом параметров (обычно 1 или 2).
Положение оператора по отношению к его операндам может быть префиксом, инфиксным или постфиксом, а также синтаксисом Выражение с участием оператора зависит от его арности (количество операндов ), приоритета и (если применимо) ассоциативности. Большинство языков программирования поддерживают бинарные операторы и несколько унарных операторов, при этом некоторые из них поддерживают больше операндов, например, оператор ?: в C, который является троичным. Существуют префиксные унарные операторы, такие как унарный минус -x, и постфиксные унарные операторы, такие как post-increment x ++; а двоичные операции являются инфиксными, например x + yили x = y. Для инфиксных операций более высокой степени арности требуются дополнительные символы, такие как тернарный оператор ?: В C, записанный как a? b: c- действительно, поскольку это единственный распространенный пример, его часто называют тернарным оператором. Однако операции с префиксом и постфиксом могут поддерживать любую желаемую арность, например, 1 2 3 4 +.
Иногда части языка могут быть описаны как операторы «matchfix» или «циркумфикс», либо для упрощения описания языка, либо реализация. Оператор циркумфикса состоит из двух или более частей, которые включают его операнды. Операторы Circumfix имеют наивысший приоритет, их содержимое оценивается, а полученное значение используется в окружающем выражении. Самым знакомым оператором циркумфикса являются упомянутые выше круглые скобки, используемые для обозначения того, какие части выражения должны оцениваться раньше других. Другой пример из физики - нотация внутреннего продукта в нотации бюстгальтера Дирака. Операторы Circumfix особенно полезны для обозначения операций, в которых задействовано много или различное количество операндов.
В спецификации языка будет указан синтаксис поддерживаемых им операторов, в то время как языки, такие как Prolog, которые поддерживают операторы, определяемые программистом, требуют, чтобы синтаксис определялся программистом.
Семантика операторов особенно зависит от значения, стратегии оценки и режима передачи аргументов (например, логического замыкания). Проще говоря, выражение , включающее оператор, каким-то образом оценивается, и результирующее значение может быть просто значением (r-значением) или может быть объектом, допускающим присваивание ( l-значение).
В простых случаях это идентично обычным вызовам функций; например, сложение x + yобычно эквивалентно вызову функции add (x, y)и меньшему сравнению x < yс lt (x, y), что означает, что аргументы оцениваются обычным образом, затем оценивается некоторая функция и результат возвращается как значение. Однако семантика может существенно отличаться. Например, в присвоении a = bцель aне оценивается, но вместо этого ее местоположение (адрес) используется для хранения значения b- соответствующего к семантике вызова по ссылке. Кроме того, присвоение может быть выражением (без значения) или выражением (значением), причем само значение может быть либо r-значением (просто значением), либо l-значением (которое может быть присвоено). Другой пример - оператор разрешения области видимости :: и оператор доступа к элементу. (как в Foo :: Barили ab) работают не со значениями, а с именами, по сути семантикой вызова по имени, и их значение является имя.
Использование l-значений в качестве операндов операторов особенно заметно в унарных операторах увеличения и уменьшения. В C, например, следующий оператор является допустимым и четко определенным и зависит от того факта, что индексирование массива возвращает l-значение:
x = ++ a [i];
Важное применение - это когда левоассоциативный бинарный оператор изменяет свой левый аргумент (или производит побочный эффект), а затем оценивает этот аргумент как l-значение. Это позволяет использовать последовательность операторов, влияющих на исходный аргумент, обеспечивая свободный интерфейс, аналогичный каскадному методу. Типичным примером является оператор <<в библиотеке C ++ iostream , который обеспечивает плавный вывод, как показано ниже:
cout << "Hello" << " " << "world!" << endl;
Язык может содержать фиксированное количество встроенных операторов (например, +, -, *, <, <=, !, =, etc. in C и C ++, PHP ), или он может допускать создание программиста- определенные операторы (например, Prolog, Seed7, F#, OCaml, Haskell ). Некоторые языки программирования ограничивают символы операторов специальными символами, такими как + или :=, в то время как другие допускают также имена, такие как div (например, Pascal ).
Большинство языков имеют встроенный набор операторов, но не допускают операторов, определяемых пользователем, поскольку это значительно усложняет синтаксический анализ. Многие языки позволяют использовать операторы только для встроенных типов, но другие позволяют использовать существующие операторы для типов, определяемых пользователем; это известно как перегрузка оператора . Однако некоторые языки позволяют определять новые операторы либо во время компиляции, либо во время выполнения. Это может включать метапрограммирование (определение операторов на отдельном языке) или внутри самого языка. Определение новых операторов, особенно определение времени выполнения, часто делает невозможным правильный статический анализ программ, поскольку синтаксис языка может быть полным по Тьюрингу, поэтому даже построение синтаксического дерева может потребовать решения проблемы остановки, которая невозможно. Это происходит для Perl, например, и некоторых диалектов Lisp.
Обычными примерами, которые отличаются синтаксически, являются математические арифметические операции, например ">" для "больше, чем ", с именами, которые часто выходят за пределы набора языков идентификаторов для функций, и вызывается с синтаксисом, отличным от синтаксиса языка для вызова функций. Как функция, "больше чем" обычно именуется идентификатором, например gtили больше_тем, и вызывается как функция, как gt (x, y). Вместо этого в операции используется специальный символ >(который токенизируется отдельно во время лексического анализа ) и инфиксную нотацию, например, x>y.
Общие примеры, которые отличаются семантически (в режиме передачи аргументов) - это логические операции, которые часто включают оценку короткого замыкания : например, закорачивающее соединение (X AND Y), которое оценивает более поздние аргументы, только если более ранние не являются ложными, на языке со строгими функциями вызова по значению. Вместо этого это ведет себя аналогично if / then / else.
Менее распространенные операторы включают:
e, f*pи оператор адресации: xчисло = spell_out_numbers? "сорок два": 42x?: yx ?? yx <=>yКомпилятор может реализовывать операторы и функции с вызовами подпрограмм или со встроенным кодом . Некоторые встроенные операторы, поддерживаемые языком, имеют прямое отображение на небольшое количество инструкций , обычно встречающихся в центральных процессорах, хотя другие (например, '+' используется для выражения конкатенация строк ) может иметь сложные реализации.
В некоторых языках программирования оператор может быть специальным полиморфным, то есть иметь определения для более чем одного типа данных (например, в Java где оператор +используется как для сложения чисел, так и для конкатенации строк). Такой оператор называется перегруженным. В языках, которые поддерживают перегрузку операторов программистом (например, C ++ ), но имеют ограниченный набор операторов, перегрузка операторов часто используется для определения настраиваемого использования операторов.
В примере IF ORDER_DATE>«12/31/2011» AND ORDER_DATE < "01/01/2013" THEN CONTINUE ELSE STOPиспользуются следующие операторы: «>» (больше чем), «AND» и «<" (less than).
Некоторые языки также позволяют неявно преобразовывать операнды оператора или приводить к подходящим типам данных для выполнения операции. Например, в Perl правила принуждения приводят к 12 + "3.14", что дает результат 15.14. Текст "3.14"преобразуется в число 3.14 до того, как может произойти сложение. Кроме того, 12- целое число, а 3.14- число с плавающей или фиксированной точкой (число, в котором есть десятичный разряд), поэтому целое число затем преобразуется в число с плавающей запятой. точка или число с фиксированной точкой соответственно.
JavaScript следует противоположным правилам - найдя такое же выражение выше, он преобразует целое число 12в строку «12», затем объедините два операнда, чтобы сформировать "123.14".
При наличии в языке принуждения p программист должен знать особые правила, касающиеся типов операндов и типа результата операции, чтобы избежать тонких ошибок программирования.
В следующей таблице показаны функции оператора на нескольких языках программирования:
| Язык программирования | Нецифровые символы оператора | Буквенно-цифровые символы операторов | Префикс | Инфикс | Постфикс | Приоритет | Ассоциативность | Перегрузка | Перегрузка, определяемая программистом | Символы оператора, определяемые программистом |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| АЛГОЛ 68 | + * ** * /%% *% × - + < <=>=>= / = -: = +: = *: = /: =%: =% *: = + =:: =:: / =: (Все операторы имеют жирный шрифт буквенно-цифровые эквиваленты, см. Следующий столбец. Некоторые не ASCII эквиваленты, см. Ниже.) ¬ + × ⊥ ↑ ↓ ⌊ ⌈ × ÷ ÷ × ÷ * □ ≤ ≥ ≠ ∧ ∨ ×: = ÷: = ÷ ×: = ÷ *: =% × : =: ≠: | notabsargbinentierlengуровень нечетный повтор округлить сократить ishl shr upвниз lwb upb ltlegegteqneи orсверх mod elem minusab plu sab timesab divab overab modab plusto isisnt | Да | Да | Нет | Да (префиксные операторы всегда имеют приоритет 10) | Инфиксные операторы являются левоассоциативными, префиксные операторы - правоассоциативными | Да | Да | Да |
| APL | + - × ÷ ⌈ ⌊ * ⍟ | ! ○ ~ ∨ ∧ ⍱ ⍲ < ≤ = ≥>≠. @ ≡ ≢ ⍴, ⍪ ⍳ ↑ ↓? ⍒ ⍋ ⍉ ⌽ ⊖ ∊ ⌹ ⊂ ⊃ ∪ ∩ ⍷ ⌷ ∘ → ← / ⌿ \ ⍀ ¨ ⍣ ⍨ ⌶ ⊆ ⊣ ⊢ ⍠ ⍤ ⍸ | Перед буквенно-цифровыми символами должен стоять ⎕. ключевое слово | Да (только функции первого порядка) | Да | Да (только функции высшего порядка) | Функции высшего порядка предшествуют функциям первого порядка функции | Функции высшего порядка левоассоциативны, функции первого порядка - правоассоциативны | Да | Да | Да (только буквенно-цифровые) |
| C | () ->. ! ~ ++ - + - * /% <<>>< <=>>= ==! = ^ | || ?: = + = - = * = / =% = = ^ = | sizeof | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Нет | Нет |
| C ++ (больше ) | sizeof typeid new delete throw decltype static_cast динамическое приведение reinterpret_cast const_cast | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Нет | |
| C# (подробнее ) | То же, что и C / C ++, вместе с ?. ? ?? | sizeof nameof new stackalloc await throw отмечен unchecked is as делегат по умолчанию true false. LINQ :from select where group... by group... by... into join... in... on... равно join... in... on... равно... по порядкупо... по убыванию. Roslyn -only:__makeref __refvalue __reftype | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Нет |
| Java | То же, что и C / C ++ | new throw instanceof | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Нет | Нет |
| Эйфель | + - * / // = / = | не и или подразумевает «а затем» «или еще» | Да | Да | Нет | Да | Да | Нет | Да | Да |
| Haskell | + - * / ^ ^^ ** == / =><>= <= ||>>=>>$ $!. ++ !! : В общих библиотеках гораздо больше | Имя функции должно быть заключено в обратные кавычки | Да | Да | Нет | Да | Да | Да, с использованием классов типов | Да | |
| Паскаль | * / + - = <><><=>=: = | не div mod и or в | Да | Да | Нет | Да | Да | Да | Нет | Нет |
| Perl | ->++ - **! ~ \ + -. = ~! ~ * /% <><=>= ==! = <=>~~ | ^ || ' | print sort chmod chdir rand and or not xor lt gt le ge eq ne cmp x | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Нет |
| Раку | ++ - **! ~ ~~ * / + -. <><=>= ==! = <=>| ^ || // | print sort chmod chdir rand and or not xor lt gt le ge eq ne leg cmp x xx | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Да |
| PHP | ** ++ - ~ @! * /% + -. <<>>< <=>>= ==! = ===! == <><=> ^ | || ?? ?: = + = - = * = ** = / =. =% = = | = ^ = <<=>>= | клонировать новое неустановленное эхо печати isset instanceof и or xor | Да | Да | Да | Да | Да | Нет | Нет | Нет |
| PL / I | () ->+ - * / **>¬>>= = ¬ = <= < ¬< ¬ | || | Да | Да | Нет | Да | Да | Нет | Нет | Нет | |
| Prolog | : -? -;,. =.. = \ = <= <>=>== \ == - + / * | Шпионский шпионаж не является модом | Да | Да | Да | Да | Да | Нет | Нет | Да |
| Seed7 | {} ->**! + - * / <<>>><| = <>>>= < <= <:= +:= -:= *:= /:= <<:=>>: = : = @: = | conv varConv parse conj div rem mdiv мод умножить на число не и or цифр lpad rpad lpad0 | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Да |
| Smalltalk | (да - до двух символов) | Буквенно-цифровые символы требуют двоеточия после ключевого слова | Нет | Да | Да | Нет | Нет | Да | Да | Да |
| Swift | Любая строка символов Unicode, кроме., Включая ! ~ + - * /% = + = - = * = / =% + - * = + = - = * || <<>>| ^ ==! = < <=>>= ??..... < in standard library | это как как? | Да | Да | Да | Да (определяется как частичный порядок в группах приоритета) | Да (определяется как часть групп приоритета) | Да | Да | Да |
| Visual Basic.NET | (). ! ? ()?. ?! + - * / \ <<>>< <=>>= ^ <>= + = - = * = / = \ = = ^ = <<=>>= | Новый мод Await вроде Is Not Not Not AndAlso или OrElse Xor If (...,...) If (...,...,...) GetXmlNamespace (...) GetType (...) NameOf (...) TypeOf... Is TypeOf...IsNot DirectCast (...,...) TryCast (...,...) CType (...,...) CBool (...) CByte (...) CChar (...) CDate (...) CDec (...) CDbl (...) CInt (...) CLng (...) CObj (...) CSByte (...) CShort (...) CSng (...) CStr (...) CUInt (...) CULng (...) CUShort (...). LINQ :From Aggregate... Into Select Distinct Where | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Нет |
СМИ, связанные с Операторами (программирование) на Wikimedia Commons