Abychom mohli v programovacím jazyku vůbec něco naprogramovat, obsahuje jazyk dle typu různé skupiny použitelných konstrukcí. Jsou to podmíněné bloky (if…else), cykly (while, for, …) a další. Samostatnou skupinou jsou operátory, které slouží jednoduše k tomu, abychom z nějaké hodnoty udělali hodnotu jinou. S operátory jste se už určitě setkali. Může to být třeba znaménko + tak, jak jej známe z matematiky.
V tomto a následujících článcích si představíme výběr nejpodstatnějších operátorů z C/C++. Ucelený přehled naleznete například na Wikipedii.
Dělení operátorů
Operátory lze dělit podle několika kritérií. První z dělení je podle tzv. arity, druhé dělení podle toho, jak operátory přistupují k hodnotám, které jim „poskytneme“.
Dělení dle arity
Arita nám říká, kolik hodnot musíme operátoru „předložit“, aby byl schopný vypočítat novou hodnotu. Těmto hodnotám budeme dále říkat operandy. V C/C++ nalezneme operátory s aritou 1, 2 a 3. Říkáme jim také unární, binární a ternární operátory. Dále si představíme pouze příklady operátorů v jednotlivých skupinách dle arity a podrobněji si je popíšeme ve druhém způsobu dělení.
Unární operátory
Této skupině operátorů stačí k získání hodnoty pouze jeden operand. Patří mezi ně například unární -x (minus), nebo *x (získání hodnoty ukazatele – viz článek o ukazatelích).
Binární operátory
Operátory z této skupiny jsou jistě všem důvěrně známé, protože jsme je používali už na základní škole. Jsou to například x+y, nebo x<y.
Ternární operátor
Ternární operátor nalezneme v C/C++ pouze jeden. Je jím operátor c ? x : y. Jeho zápis může vypadat trochu podivně. Nejdříve se program podívá na operátor c a pokud je jeho hodnota vyhodnocena jako pravda, má výraz hodnotu x, jinak má hodnotu y. Tento operátor si ukážeme na příkladu.
int maximum = (x > y) ? x : y; // pro x = 10, y = 20 -> maximum = 20 // pro x = 30, y = 20 -> maximum = 30
Dělení dle přístupu k operandům
Druhou možností dělení je podle toho, jakým způsobem operátory přistupují k operandům. Jsou to operátory:
- aritmetické
- relační
- logické
- bitové
- operátory přiřazení
- operátory přetypování
- pomocné operátory
Aritmetické operátory
Tyto operátory jsou nejintuitivnější a většinu znáte ze školy. K operandům přistupují jako k číselným hodnotám (tj. 4 + 7 je 11 apod.). Musíme si u nich dát pozor na to, aby se výsledek vešel do proměnné, do které ho ukládáme.
Operátor plus
Operátor plus se vyskytuje v binární i unární podobě. V unární podobě je zde spíše jako doplnění unárního operátoru minus. Lze jej ale využít v pár speciálních případech.
// binární plus a + b 1 + 2 // unární plus +a +4
Operátor minus
Take se vyskytuje v unární i binární podobě. V unární podobě obrací znaménko čísla.
// binární minus
a - b
1 - 2
// unární minus
-a
-4
// použití unárního + a - (+ není nutné uvádět, ale může sjednotit zápis)
int x[] = {+1, -1, +2, -2, ...}
Operátory násobení, dělení a modulo
Mají pouze binární variantu.
a * b // násobení a / b // dělení a % b // modulo (zbytek po dělení)
Za komentář stojí operátor modulo, který vrací zbytek po dělení. Tedy:
0 % 4 = 0 // zbytek po dělení 0/4 je 0 1 % 4 = 1 // zbytek po dělení 1/4 je 1 2 % 4 = 2 // zbytek po dělení 2/4 je 2 3 % 4 = 3 4 % 4 = 0 5 % 4 = 1 ...
Pro chování modula se zápornými operandy viz tato diskuse.
Operátory inkrementace a dekrementace
I s těmito operátory jste se pravděpodobně setkali – například v cyklu for. Jsou to unární operátory, přičemž operátor ++ inkrementuje hodnotu o 1 (tj. zvyšuje o 1), operátor – – ji dekrementuje (snižuje). Tyto dva operátory navíc mají tzv. prefixovou a postfixovou variantu, které se od sebe mírně liší chováním.
a++ // postfixové ++ ++a // prefixové ++ a-- // postfixové -- --a // prefixové --
Serial.begin(9600);
int a, b;
// následující dva příklady se funkčně neliší
a = 10;
a++; // zvýší hodnotu a o 1
Serial.println(a); // vypíše 11
a = 10;
++a; // zvýší hodnotu a o 1
Serial.println(a); // vypíše 11
// následující dva už ano
a = 10;
b = a++; // načte se hodnota a, ta se uloží do b a poté se hodnota a zvýší o 1 => a = 11, b = 10
Serial.print(a); // vypíše 11
Serial.print(' ');
Serial.println(b); // vypíše 10
a = 10;
b = ++a; // hodnota a je zvýšena o 1, tato nová hodnota je uložena do b
Serial.print(a); // vypíše 11
Serial.print(' ');
Serial.println(b); // vypíše 11
Poznámka: Pro binární operátory se v C/C++ používá tzv. infixová notace, např. (a + b). Matematika ale připouští pro binární operátory i prefixovou, či postfixovou notaci (obecně i pro n-ární operátory). Pro plus by prefixová notace vypadala (+ a b), postfixová (a b +). Pokud jste někdy používali jazyk LISP, tak tento jazyk využívá právě prefixové notace.
O dalších skupinách operátorů si povíme zase příště.