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C++ 条件运算符

什么是条件运算符？​

条件运算符（也称为三元运算符）是C++中唯一的一个需要三个操作数的运算符。它提供了一种简洁的方式来编写简单的条件判断，可以视为if-else语句的简化形式。

其基本语法为：

cpp
condition ? expression1 : expression2

工作原理：

  • 如果condition的结果为true，则整个表达式的值为expression1的值
  • 如果condition的结果为false，则整个表达式的值为expression2的值

基本用法​

让我们通过一个简单的例子来理解条件运算符的使用：

cpp
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10, b = 20;
    int max = (a > b) ? a : b;
    
    cout << "较大的数是: " << max << endl;
    return 0;
}

输出：

较大的数是: 20

在上面的例子中，条件a > b的结果是false，所以整个条件表达式的值就是b的值，即20。

条件运算符 vs. if-else 语句​

条件运算符可以看作是if-else语句的简化形式。例如：

使用if-else语句：

cpp
int result;
if (condition) {
    result = value1;
} else {
    result = value2;
}

使用条件运算符：

cpp
int result = condition ? value1 : value2;
提示

条件运算符适合用在简单的条件判断场景中，可以使代码更加简洁。对于复杂的逻辑，仍然推荐使用if-else语句以保持代码的清晰度。

条件运算符的嵌套​

条件运算符可以嵌套使用，但会降低代码的可读性。以下是一个嵌套条件运算符的例子：

cpp
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10, b = 20, c = 30;
    
    // 找出三个数中的最大值
    int max = (a > b) ? ((a > c) ? a : c) : ((b > c) ? b : c);
    
    cout << "三个数中的最大值是: " << max << endl;
    return 0;
}

输出：

三个数中的最大值是: 30
警告

虽然条件运算符可以嵌套使用，但过度嵌套会导致代码难以阅读和维护。当逻辑变得复杂时，建议使用if-else语句代替。

条件运算符的优先级​

条件运算符的优先级相对较低，低于大多数算术和关系运算符，但高于赋值运算符。

cpp
// 以下两种写法是等价的
int result = a > b ? x : y;
int result = (a > b) ? x : y;

但在复杂表达式中，建议使用括号明确表达优先级，以避免混淆：

cpp
int result = (a > b) ? (x + y) : (x - y);

实际应用场景​

1. 确定最大值/最小值​

cpp
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int num1 = 25, num2 = 78;
    cout << "最小值: " << (num1 < num2 ? num1 : num2) << endl;
    cout << "最大值: " << (num1 > num2 ? num1 : num2) << endl;
    return 0;
}

输出：

最小值: 25
最大值: 78

2. 输出奇偶性​

cpp
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int num = 7;
    cout << num << " 是" << (num % 2 == 0 ? "偶数" : "奇数") << endl;
    
    num = 10;
    cout << num << " 是" << (num % 2 == 0 ? "偶数" : "奇数") << endl;
    
    return 0;
}

输出：

7 是奇数
10 是偶数

3. 条件打印​

cpp
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int age = 20;
    cout << "你" << (age >= 18 ? "已经成年" : "还未成年") << endl;
    return 0;
}

输出：

你已经成年

4. 条件赋值​

cpp
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    int score = 85;
    string result = (score >= 60) ? "通过" : "不通过";
    cout << "考试结果: " << result << endl;
    return 0;
}

输出：

考试结果: 通过

条件运算符在函数返回值中的应用​

条件运算符经常用于函数中来简化返回逻辑：

cpp
#include <iostream>
using namespace std;

// 返回两个数中的较大值
int getMax(int a, int b) {
    return (a > b) ? a : b;
}

int main() {
    cout << "Max(5, 9): " << getMax(5, 9) << endl;
    cout << "Max(12, 7): " << getMax(12, 7) << endl;
    return 0;
}

输出：

Max(5, 9): 9
Max(12, 7): 12

实用技巧​

使用条件运算符防止除零错误​

cpp
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10, b = 0;
    
    // 如果b为0，则不进行除法运算，返回0
    int result = (b != 0) ? (a / b) : 0;
    
    cout << "结果: " << result << endl;
    return 0;
}

输出：

结果: 0

使用条件运算符处理空指针​

cpp
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int* ptr = nullptr;
    int value = 100;
    
    // 仅当指针不为空时才解引用
    int result = (ptr != nullptr) ? *ptr : value;
    
    cout << "结果: " << result << endl;
    return 0;
}

输出：

结果: 100

总结​

  • 条件运算符（? :）是C++中唯一的三元运算符，其语法为：condition ? expression1 : expression2
  • 它提供了一种简洁的方式来表达简单的条件判断，可以替代一些简单的if-else语句
  • 条件运算符可以嵌套使用，但过度嵌套会降低代码可读性
  • 在复杂表达式中，建议使用括号来明确优先级
  • 常见的应用场景包括：确定最大/最小值、条件输出、条件赋值以及函数返回值等

练习​

  1. 编写一个程序，使用条件运算符判断一个年份是否是闰年
  2. 使用条件运算符实现一个简单的计算器，根据用户输入的操作符（+、-、*、/）进行相应的计算
  3. 编写一个函数，使用条件运算符返回三个数中的最大值
  4. 使用条件运算符实现绝对值函数abs()
备注

记住，虽然条件运算符可以使代码更简洁，但简洁并不总是意味着更好。当你的逻辑变得复杂时，使用标准的if-else语句可能会让你的代码更加清晰易读。