Programmation C++/Les opérations de base
Le langage C++ possède un grand nombre d'opérateurs de base effectuant entre autre des opérations arithmétiques et capables de travailler sur les entiers, les réels, etc... Nous allons présenter ici ces principaux opérateurs.
L'affectation modifier
Syntaxe modifier
identificateur=expression
Sémantique modifier
On commence par évaluer l'expression et on met le résultat dans la variable identificateur.
Exemple modifier
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a, b, s;
cout << "Tapez la valeur de a : "; cin >> a;
cout << "Tapez la valeur de b : "; cin >> b;
s = a + b; // affecter le résultat de l'addition à la variable s
cout << "La somme a+b vaut : " << s << endl;
return 0;
}
Exécution modifier
Tapez la valeur de a : 45 Tapez la valeur de b : 67 La somme a+b vaut : 112
Explications modifier
Dans ce programme, on déclare 3 variables a, b et s. On demande à l'utilisateur du programme de taper la valeur de a puis la valeur de b. cout sert à l'affichage à l'écran et cin à la saisie au clavier. Le programme calcule ensuite dans la variable s la somme a+b. On affiche finalement la valeur de s.
Affectation à la déclaration modifier
L'affectation à la déclaration d'une variable est appelée "déclaration avec initialisation", car est un cas particulier de l'affectation (en particulier avec les objets).
Exemple :
int a = 57;
Affectation en série modifier
Le résultat d'une même expression peut être assigné à plusieurs variables sans la réévaluer, en une seule instruction :
identificateur2=identificateur1=expression
Par exemple :
a = b = 38 + t;
En fait, l'affectation retourne une valeur : celle affectée à la variable. L'exemple précédent est donc équivalent à :
a = (b = 38 + t);
L'opération se déroule de la manière suivante :
- Le résultat de
38+test calculé ; - Il est affecté à la variable
b; - Il est retourné par l'opérateur d'affectation ;
- Cette valeur retournée est affectée à la variable
a.
Remarque importante modifier
Pour effectuer un test de comparaison, par exemple comparer a à 53, il ne faut pas écrire if(a=53) mais if(a==53) en utilisant 2 fois le symbole =. Une erreur classique !
Opérations arithmétiques modifier
sur les entiers modifier
On peut effectuer les opérations arithmétiques usuelles sur les entiers en utilisant les opérateurs +, -, / et *. Il faut juste avoir en tête que la division sur les entiers effectue une troncature (la partie décimale est perdue). Le modulo s'obtient en utilisant l'opérateur %. Ainsi a%b désigne le reste de la division de a par b. On peut utiliser les parenthèses pour fixer l'ordre d'évaluation des expressions. On peut aussi utiliser l'opérateur ++ pour incrémenter une variable de 1. L'opérateur --, quant à lui, décrémente une variable de 1.
sur les réels modifier
Sur les réels, on utilise les opérateurs +, -, * et / pour effectuer les 4 opérations de base. Il faut avoir en tête que toute opération sur les réels est entâchée d'une minuscule erreur de calcul : il s'agit d'un arrondi sur le dernier bit. Si on effectue de nombreux calculs, cette erreur peut s'amplifier et devenir extrêmement grande.
Les fonctions mathématiques habituelles sont présentes dans la bibliothèque standard <cmath>.
Exemple modifier
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a, b, M;
cout << "Tapez la valeur de a : "; cin >> a;
cout << "Tapez la valeur de b : "; cin >> b;
M = (a+3) * (6+a) + (b-5) * 2;
cout << "M vaut " << M << endl;
return 0;
}
Exécution : modifier
Tapez la valeur de a : 1 Tapez la valeur de b : 2 M vaut 22
Opérations binaires modifier
Les opérations présentées dans cette section opèrent au niveau des bits.
Les décalages modifier
Les décalages permettent de décaler vers la droite ou vers la gauche toute la représentation en binaire d'une valeur d'un certain nombre de bits.
| Syntaxe | Sémantique |
|---|---|
valeur << decalage
|
Décale la valeur de decalage bits vers la gauche.
|
valeur >> decalage
|
Décale la valeur de decalage bits vers la droite.
|
Exemple modifier
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 5;
int b;
b = a << 3;
cout<<"b vaut : "<<b<<endl;
b = (a+1) << 3;
cout<<"b vaut : "<<b<<endl;
return 0;
}
Exécution modifier
b vaut 40 b vaut 48
Le ET binaire modifier
Syntaxe modifier
exp1 & exp2
Sémantique modifier
Le résultat est obtenu en faisant un ET logique sur chaque bit de la représentation de exp1 avec le bit correspondant de la représentation de exp2. Le ET logique a pour résultat 1 si les deux bits correspondants en entrée sont à 1 (pour 1-1), et sinon 0 (pour 0-1, 1-0 ou 0-0).
Exemple modifier
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 53;
int b = 167;
int c = a & b;
cout << "c vaut " << c << endl;
return 0;
}
Exécution modifier
c vaut 37
Explications modifier
53 s'écrit en binaire 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0101 167 s'écrit en binaire 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 0111 ET binaire 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0101 ==> le résultat vaut 37 en décimal
Le OU binaire modifier
Syntaxe modifier
exp1 | exp2
Sémantique modifier
Le résultat est obtenu en faisant un OU logique sur chaque bit de la représentation de exp1 avec le bit correspondant de la représentation de exp2. Le OU logique a pour résultat 1 si l'un des deux bits correspondant en entrée est à 1 (pour 1-1, 1-0 ou 0-1), et sinon 0 (pour 0-0).
Exemple modifier
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 53;
int b = 167;
int c = a | b;
cout << "c vaut " << c << endl;
return 0;
}
Exécution modifier
c vaut 183
Explications modifier
53 s'écrit en binaire 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0101 167 s'écrit en binaire 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 0111 OU binaire 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011 0111 ==> le résultat vaut 183 en décimal
Le OU exclusif binaire modifier
Syntaxe modifier
exp1 ^ exp2
Sémantique modifier
Le résultat est obtenu est faisant un OU exclusif sur chaque bit de la représentation de exp1 avec le bit correspondant de la représentation de exp2. Le OU exclusif logique a pour résultat 1 si les deux bits correspondant en entrée sont différents (pour 1-0 ou 0-1), et sinon 0 (pour 1-1 ou 0-0).
Exemple modifier
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 53;
int b = 167;
int c = a ^ b;
cout << "c vaut " << c << endl;
return 0;
}
Exécution modifier
c vaut 146
Explications modifier
53 s'écrit en binaire 0000 0000 0000 00000 0000 0000 0011 0101 167 s'écrit en binaire 0000 0000 0000 00000 0000 0000 1010 0111 OU exclusif binaire 0000 0000 0000 00000 0000 0000 1001 0010 ==> le résultat vaut 146 en décimal
Le NON binaire modifier
Syntaxe modifier
~exp
Sémantique modifier
Le résultat est obtenu en inversant tous les bits de la représentation de exp. Le 1 devient 0 et vice versa.
Exemple modifier
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 53;
int b = ~a;
cout << "b vaut " << b << endl;
return 0;
}
Exécution modifier
b vaut -54
Explications modifier
53 s'écrit en binaire 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0101
NON binaire 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100 1010
==> le résultat vaut -54 en décimal (signed int)
ou 4294967242 (unsigned int)
Opérations booléennes modifier
Comparaisons usuelles modifier
Les comparaissons usuelles s'effectuent selon la syntaxe a symbole b, symbole désignant le test effectué :
- Le symbole
>désigne le test strictement supérieur à. - Le symbole
>=désigne le test supérieur ou égal à. - Le symbole
<désigne le test strictement inférieur à. - Le symbole
<=désigne le test inférieur ou égal à. - Le symbole
==désigne le test d'égalité. - Le symbole
!=désigne le test différent.
Le ET logique modifier
Syntaxe modifier
condition1 && condition2
Sémantique modifier
Le ET logique est vrai si à la fois les condition1 et condition2 sont vraies . Il est faux dans le cas contraire.
Attention : condition2 est évalué uniquement si condition1 a la valeur true (différente de zéro). Cette évaluation élimine l’évaluation inutile de condition2 puisque l’expression estfalse de par le fait que condition1 est false. Il s’agit d' une évaluation de court-circuit .
Le OU logique modifier
Syntaxe modifier
condition1 || condition2
Sémantique modifier
Le OU logique est vrai si au moins une des 2 conditions condition1 ou condition2 est vraie . Il est faux dans le cas contraire.
Attention : Le conditions2 est évalué uniquement si condition1 a la valeur false. . Il s’agit là aussi d' une évaluation de court-circuit .
Le NON logique modifier
Syntaxe modifier
!(condition)
Sémantique modifier
Le NON logique inverse la valeur de condition: si condition vaut true le résultat vaut false. Si condition vaut false le résultat vaut true.
Exemples d'utilisation des opérateurs booléens modifier
bool b;
int u = 18;
b = !( (u>20 || (u<0)));
b vaut true.
bool b = ! false ; // -> b vaut true
b = ! true ; // -> b vaut false
Affectation avec opérateur modifier
Il existe toute une gamme d'opérateurs permettant d'effectuer une opération (une addition par exemple) avec le contenu d'une variable et de mettre le résultat dans cette même variable. Ainsi il sera plus pratique d'écrire b += a ; que d'écrire b = b + a ;.
Une opération du type
a opérateur= expression ;
équivaut à :
a = a opérateur (expression) ;
L'opérateur += modifier
Syntaxe modifier
identificateur+=expression
Sémantique modifier
Cet opérateur ajoute à la variable identificateur la valeur de expression et stocke le résultat dans la variable identificateur.
Exemple modifier
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 80;
int b = 70;
b += a;
cout << "La valeur de b est : " << b << endl;
return 0;
}
Exécution modifier
La valeur de b est 150
Autres opérateurs modifier
Sur le même modèle, on peut utiliser les opérateurs suivants : -=, *=, /=, %=, >>=,<<=, &=, |= et ^=.
Priorité des opérateurs modifier
Comme en mathématique, tous les opérateurs n'ont pas la même priorité.
Par exemple, l'expression 1+2*3 retournera la valeur 7 car l'opérateur * a une plus grande priorité et est évalué avant l'opérateur +. L'expression est donc équivalent à 1+(2*3).
Les parenthèses permettent de modifier les priorités en encadrant ce qu'il faut évaluer avant. Ainsi l'expression (1+2)*3 retournera la valeur 9.
La liste complète des opérateurs du C++ modifier
La liste ci-dessous présente les différents opérateurs du C++ avec leur associativité dans l'ordre de leur priorité (du premier évalué au dernier). Les opérateurs situés dans le même bloc ont la même priorité. Les opérateurs en rouge ne peuvent être surchargés.
| Opérateurs | Description | Associativité |
::
|
Sélection d'un membre d'un espace de nom, ou d'un membre statique d'une classe | de gauche à droite |
()
|
Parenthèses pour évaluer en priorité Tableau | |
++ --
|
Incrémentation post ou pré-fixée Opérateur moins unaire |
de droite à gauche |
.*
|
Déréférencement d'un pointeur de membre d'un objet Déréférencement d'un pointeur de membre d'un objet pointé |
de gauche à droite |
* / %
|
Multiplication, division, et modulo (reste d'une division) | |
+ -
|
Addition et soustraction | |
<< >>
|
Décalage de bits vers la droite ou vers la gauche | |
< <=
|
Comparaison “ inférieur strictement ” et “ inférieur ou égal ” Comparaison “ supérieur strictement ” et “ supérieur ou égal ” | |
== !=
|
Condition “ égal ” et “ différent ” | |
&
|
ET logique bit à bit | |
^
|
OU exclusif bit à bit | |
|
|
OU logique bit à bit | |
&&
|
ET logique booléen | |
||
|
OU logique booléen | |
c?t:f
|
Opérateur ternaire de condition | de droite à gauche |
=
|
Affectation Affectation avec somme ou soustraction | |
,
|
Séquence d'expressions | de gauche à droite |