周立功:分解條件語句,讓表達更清晰——邏輯表達式

2020-12-13 電子工程世界網

表達式是單個或多個相聯的計算單個值語句，當用於比較時表達式，會返回bool布爾數據類型true（真）或false（假）。假設編寫了如下函數：

bool isEven(int value);

// 前置條件：若且唯若value為偶數時，函數返回真


對於編譯器來說，表達式返回任何非0的整數為true，返回0為false。比如：


能執行if語句函數體中的所有代碼，而語句：


便會不執行函數體中的所有代碼。於是就可以在代碼中使用isEven()函數，以顯示數字奇偶的信息。比如：

if(isEven(j)) 

       // j是even

else 

       // j是odd


簡單地說，代碼中的表達式越長，越難以理解。而條件邏輯是最容易出錯的地方，下面將介紹幾種可以用於簡化的重構技術。其核心是分解條件語句，將一個條件語句拆分為多個部分。這種能力是非常重要的，因為它能夠將跳轉邏輯和具體發生的細節區分開來。


>>>> 1.1.1   邏輯表達式


邏輯非！只有一個輸入，如果輸入為true，那麼返回false；如果輸入為false，則返回true。比如，非true結果為false，非false結果為true，零之外的任何數字的非值都為false。


如果兩個輸入值都為true，那麼邏輯與&&返回true（即第一個值與第二個值都為true），任何非零數字與false進行邏輯與返回false。因此不要認為&&用於判斷兩個數是否相等，而是用於判斷兩個參數是否為true。


如果第一個表達式是布爾型且返回false，那麼第二個表達式將不會計算，這就是短路求值。短路運算很有用，你可以寫出若且唯若第一個條件為true時，才判斷第二個條件的表達式。比如：


當運行到if語句時，程序首先會判斷x是不是0，如果是0，便直接跳過，不會判斷第二個條件。如果沒有短路，則不得不這樣寫：

if(x !=0) 

       if(10 /x < 2)


使用短路運算，可以寫出清晰的代碼。


如果兩個值都為true或其中一個為true，邏輯或（||）返回true。和邏輯與一樣，邏輯或也可以進行短路計算，如果第一個條件為true，便不會檢查第二個。


實際上，日常用語和數學邏輯表達有時相悖的，當「！、！=、&&和||」一起出現時，很容易引起混淆。當說起某某情況不為真時，則要用到！或！=。比如，value不等於2或3：

if( value != 2 || value !=3 )


如果從數學觀點考察這個條件測試，則會發現只要value不等於2或value不等於3，if測試中的表達式均為true，而實際上卻是錯誤的。正確的理解是，只要不滿足value為2或3，if語句的條件測試就通過：

if( !(value == 2 || value == 3) )


但這條語句還不夠直觀，因為真正想測試的是value不等於2「與」value不等於3，則這個測試可以修改為：

if( value != 2 && value != 3 )


因為對於任何邏輯表達式p和q，按照摩根定律，以下關係恆成立：


!(a || b || c) == （!a）&& (!b) && (!c)


!(a && b && c) ==(!a) || (!b) || (!c)


一般來說，熟練的程式設計師會忽略括號，因為關係運算符（、>=）的優先級比邏輯運算符（&&和||）更高，但加了括號會將意圖描述得更清楚。在混合使用互相無關的運算符時，多寫幾個括號是個很好的習慣，畢竟代碼是寫給別人看的。因為C語言存在優先級的陷阱，導致程式設計師很容易犯錯誤。由於邏輯運算符的約束力比賦值運算符強，因此在大部分混合使用的表達式中，括號是必須的。比如：

while((c = getchar()) != EOF)


如果混合使用了字位運算和關係運算符，由於字位運算符（&和|）的優先級低於關係運算符（比如，==），因此不管出現在哪裡，都必須在表達式裡加上括號。即：



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