Присваивание
Присва́ивание - механизм в программировании , позволяющий динамически изменять связи объектов данных (как правило, переменных) с их значениями. Строго говоря, изменение значений является побочным эффектом операции присвоения, и во многих современных языках программирования сама операция также возвращает некоторый результат (как правило, копию присвоенного значения). На физическом уровне результат операции присвоения состоит в проведении записи и перезаписи ячеек памяти или регистров процессора .
Присваивание является одной из центральных конструкций в императивных языках программирования , эффективно и просто реализуется на фон-неймановской архитектуре , которая является основой современных компьютеров .
Set <целевая_переменная> <выражение>
Данная запись эквивалентна вызову функции . Аналогично, в КОБОЛе старого стиля:
MULTIPLY 2 BY 2 GIVING FOUR.
Выбор символа присваивания является поводом для споров разработчиков языков. Существует мнение, что использование символа = для присвоения запутывает программистов , а также ставит сложный для хорошего решения вопрос о выборе символа для оператора сравнения .
Общеизвестным плохим примером является выбор знака равенства для обозначения присваивания, восходящий к языку Fortran в 1957 году и слепо повторяемый до сих пор массой разработчиков языков. Эта плохая идея низвергает вековую традицию использования знака « = » для обозначения сравнения на равенство, предиката, принимающего значения « истина » или « ложь ». Но в Fortran этот символ стал обозначать присваивание, принуждение к равенству. В этом случае операнды находятся в неравном положении: левый операнд, переменная, должен быть сделан равным правому операнду, выражению. Поэтому x = y не означает то же самое, что y = x.
Оригинальный текст (англ.)
A notorious example for a bad idea was the choice of the equal sign to denote assignment. It goes back to Fortran in 1957 and has blindly been copied by armies of language designers. Why is it a bad idea? Because it overthrows a century old tradition to let “=” denote a comparison for equality, a predicate which is either true or false. But Fortran made it to mean assignment, the enforcing of equality. In this case, the operands are on unequal footing: The left operand (a variable) is to be made equal to the right operand (an expression). x = y does not mean the same thing as y = x.
Выбор символа оператора равенства в языке при использовании = как присваивания решается:
переменной А присваивается булевское значение выражения отношения В = С. Такая запись приводит к снижению читабельности и редко используется.
Далеко не всегда «интуитивный» (для программистов императивных языков) способ интерпретации присваивания является единственно верным и возможным.
По используемому синтаксису в императивных языках не всегда возможно понять, как реализуется семантика присваивания, если это явно не определено в языке.
A = b = a a = 1000
После этого b будет иметь значение - просто потому, что фактически его значение - это и есть значение a . Число ссылок на один и тот же объект данных называется его мощностью, а сам объект погибает (уничтожается или отдаётся сборщику мусора), когда его мощность достигает нуля. Языки программирования более низкого уровня (например, Си) позволяют программисту явно управлять тем, используется ли семантика указателей или семантика копирования.
Многие языки предоставляют возможность подмены смысла присвоения: либо через механизм свойств , либо через перегрузку оператора присвоения. Подмена может понадобится для выполнения проверок на допустимость присваиваемого значения или любых других дополнительных операций. Перегрузка оператора присвоения часто используется для обеспечения «глубокого копирования», то есть копирования значений, а не ссылок, которые во многих языка копируются по умолчанию.
Такие механизмы позволяют обеспечить удобство при работе, так для программиста нет различия между использованием встроенного оператора и перегруженного. По этой же причине возможны проблемы, так как действия перегруженного оператора могут быть абсолютно отличны от действий оператора по умолчанию, а вызов функции не очевиден и легко может быть принят за встроенную операцию.
Конструкции присвоения в различных языках программирования
Поскольку операция присвоения является широко используемой, разработчики языков программирования пытаются разработать новые конструкции для упрощённой записи типичных операций (добавить в язык так называемый «синтаксический сахар »). Кроме этого в низкоуровневых языках программирования часто критерием включения операции является возможность компиляции в эффективный исполняемый код. Особенно известен данным свойством язык Си .
Одной из альтернатив простого оператора является возможность присвоения значения выражения нескольким объектам . Например, в языке ПЛ/1 оператор
SUM, TOTAL = 0
одновременно присваивает нулевое значение переменным SUM и TOTAL . В языке Ада присвоение также является оператором, а не выражением, поэтому запись множественного присвоения имеет вид:
SUM, TOTAL: Integer:= 0;
Аналогичное присвоение в языке Python имеет следующий синтаксис:
Sum = total = 0
В отличие от ПЛ/1, Ады и Питона, где множественное присвоение считается только сокращённой формой записи, в языках Си , Лисп и других данный синтаксис имеет строгую основу: просто оператор присвоения возвращает присвоенное им значение (см. выше). Таким образом, последний пример - это на самом деле:
Sum = (total = 0)
Строчка такого вида сработает в Си (если добавить точку с запятой в конце), но вызовет ошибку в Питоне.
Данная конструкция присваивает переменной a значение только в том случае, если значение ещё не присвоено или равно false .
Составной оператор присваивания позволяет сокращённо задавать часто используемую форму присвоения. С помощью этого способа можно сократить запись присвоения, при котором целевая переменная используется в качестве первого операнда в правой части выражения, например:
А = а + b
Синтаксис составного оператора присваивания языка Си представляет собой объединение нужного бинарного оператора и оператора = . Например, следующие записи эквивалентны
| sum += value; | sum = sum + value; |
В языках программирования, поддерживающих составные операторы (C++ , , Python , Java и др.), обычно существуют версии для большинства бинарных операторов этих языков (+= , -= , &= и т. п.).
В языке программирования Си и большинстве производных от него есть два специальных унарных (то есть имеющих один аргумент) арифметических оператора, представляющих собой в действительности сокращённые присваивания. Эти операторы сочетают операции увеличения и уменьшения на единицу с присваиванием. Операторы ++ для увеличения и -- для уменьшения могут использоваться как префиксные операторы (то есть перед операндами) или как постфиксные (то есть после операндов), означая различный порядок вычислений. Оператор префиксной инкрементации возвращает уже увеличенное значение операнда, а постфиксной - исходное.
Пример использования оператора инкрементации для формирования завершённого оператора присвоения:
Хоть это и не выглядит присваиванием, но таковым является. Результат выполнения приведённого выше оператора равнозначен результату выполнения присваивания.
Операторы инкрементации и декрементации в языке Си часто являются сокращённой записью для формирования выражений, содержащих индексы
Присва́ивание - механизм связывания в программировании , позволяющий динамически изменять связи имён объектов данных (как правило, переменных) с их значениями. Строго говоря, изменение значений является побочным эффектом операции присваивания, и во многих современных языках программирования сама операция также возвращает некоторый результат (как правило, копию присвоенного значения). На физическом уровне результат операции присвоения состоит в проведении записи и перезаписи ячеек памяти или регистров процессора .
Присваивание является одной из центральных конструкций в императивных языках программирования , эффективно и просто реализуется на фон-неймановской архитектуре , которая является основой современных компьютеров .
В объектно-ориентированных языках программирования семантика присваивания существенно отличается. Например, в языке Kotlin при присваивании происходит копирование объекта, а в языке Rust – перемещение (move-семантика) объекта и старая связка становится недействительеой.
Set <целевая_переменная> <выражение>
Данная запись эквивалентна вызову функции . Аналогично, в КОБОЛе старого стиля:
MULTIPLY 2 BY 2 GIVING FOUR.
Выбор символа присваивания является поводом для споров разработчиков языков. Существует мнение, что использование символа = для присвоения запутывает программистов , а также ставит сложный для хорошего решения вопрос о выборе символа для оператора сравнения .
Общеизвестным плохим примером является выбор знака равенства для обозначения присваивания, восходящий к языку Fortran в 1957 году и слепо повторяемый до сих пор массой разработчиков языков. Эта плохая идея низвергает вековую традицию использования знака « = » для обозначения сравнения на равенство, предиката, принимающего значения « истина » или « ложь ». Но в Fortran этот символ стал обозначать присваивание, принуждение к равенству. В этом случае операнды находятся в неравном положении: левый операнд, переменная, должен быть сделан равным правому операнду, выражению. Поэтому x = y не означает то же самое, что y = x.
Оригинальный текст (англ.)
A notorious example for a bad idea was the choice of the equal sign to denote assignment. It goes back to Fortran in 1957 and has blindly been copied by armies of language designers. Why is it a bad idea? Because it overthrows a century old tradition to let “=” denote a comparison for equality, a predicate which is either true or false. But Fortran made it to mean assignment, the enforcing of equality. In this case, the operands are on unequal footing: The left operand (a variable) is to be made equal to the right operand (an expression). x = y does not mean the same thing as y = x.
Реализацией этой позиции Вирта можно считать то, что в языке Паскаль , автором которого он является, оператором присваивания является:= , в то время как для сравнения используется просто = .
Выбор символа оператора равенства в языке при использовании = как присваивания решается:
переменной А присваивается булевское значение выражения отношения В = С. Такая запись приводит к снижению читабельности и редко используется.
Далеко не всегда «интуитивный» (для программистов императивных языков) способ интерпретации присваивания является единственно верным и возможным.
По используемому синтаксису в императивных языках не всегда возможно понять, как реализуется семантика присваивания, если это явно не определено в языке.
A = b = a a = 1000
После этого b будет иметь значение - просто потому, что фактически его значение - это и есть значение a . Число ссылок на один и тот же объект данных называется его мощностью, а сам объект погибает (уничтожается или отдаётся сборщику мусора), когда его мощность достигает нуля. Языки программирования более низкого уровня (например, Си) позволяют программисту явно управлять тем, используется семантика указателей или семантика копирования.
Многие языки предоставляют возможность подмены смысла присвоения: либо через механизм свойств , либо через перегрузку оператора присвоения. Подмена может понадобиться для выполнения проверок на допустимость присваиваемого значения или любых других дополнительных операций. Перегрузка оператора присвоения часто используется для обеспечения «глубокого копирования», то есть копирования значений, а не ссылок, которые во многих языках копируются по умолчанию.
Такие механизмы позволяют обеспечить удобство при работе, так для программиста нет различия между использованием встроенного оператора и перегруженного. По этой же причине возможны проблемы, так как действия перегруженного оператора могут быть абсолютно отличны от действий оператора по умолчанию, а вызов функции не очевиден и легко может быть принят за встроенную операцию.
Конструкции присвоения в различных языках программирования
Поскольку операция присвоения является широко используемой, разработчики языков программирования пытаются разработать новые конструкции для упрощённой записи типичных операций (добавить в язык так называемый «синтаксический сахар »). Кроме этого, в низкоуровневых языках программирования часто критерием включения операции является возможность компиляции в эффективный исполняемый код. Особенно известен данным свойством язык Си .
Одной из альтернатив простого оператора является возможность присвоения значения выражения нескольким объектам . Например, в языке ПЛ/1 оператор
SUM, TOTAL = 0
одновременно присваивает нулевое значение переменным SUM и TOTAL . В языке Ада присвоение также является оператором, а не выражением, поэтому запись множественного присвоения имеет вид:
SUM, TOTAL: Integer:= 0;
Аналогичное присвоение в языке Python имеет следующий синтаксис:
Sum = total = 0
В отличие от ПЛ/1, Ады и Python, где множественное присвоение считается только сокращённой формой записи, в языках Си , Лисп и других данный синтаксис имеет строгую основу: просто оператор присвоения возвращает присвоенное им значение (см. выше). Таким образом, последний пример - это на самом деле:
Sum = (total = 0)
Строчка такого вида сработает в Си (если добавить точку с запятой в конце), но вызовет ошибку в Python.
Последний вариант работает только с типами, поддерживающими битовые операции (например, для double компилятор языка не позволит обменять значения переменных таким способом).
a ||= 10
Данная конструкция присваивает переменной a значение только в том случае, если значение ещё не присвоено или равно false .
Составной оператор присваивания позволяет сокращённо задавать часто используемую форму присвоения. С помощью этого способа можно сократить запись присвоения, при котором целевая переменная используется в качестве первого операнда в правой части выражения, например.
Для использования в программе математических функций необ- ходимо подключить библитеку math.h
Определенную проблему представляет возведение Х в степень n. Функция pow не может возводить отрицательные числа в дробную степень. В этом случае можно воспользоваться формулой n n ln X X e , 0 X , которая программируется с помощью стандартных функций на языке Си – -exp(n*log(fabs(x))) или – pow(fabs(x),y).
Оператор присваивания
переменная = выражение;
Данный оператор работает следующим образом: вначале вычисляется выражение, записанное справа от символа операции = (равно), затем полученный результат присваивается переменной, стоящей слева от знака = . Тип результата должен совпадать с типом переменной, записанной слева, или быть к нему приводимым.
Слева от знака = может быть только переменная, справа же можно записать и константу, и переменную и вообще выражение любой сложности.
Оператор присваивания - это самый употребительный оператор. Его назначение - присвоить новое значение какой-либо переменной. В C++ имеется три формы этого оператора.
переменная = выражение;
Множественное присваивание - в таком операторе последовательно справа налево нескольким переменным присваивается одно и то же значение
19Составное присваивание
Присваивание с одновременным выполнением какой-либо операции в общем виде записывается так:
переменная знак_операции = выражение;
и равносильно записи
переменная = переменная знак_операции выражение ;
Логические операции выполняются над логическими значениями ИСТИНА (true) и ЛОЖЬ (false). В языке С/C++ ложью является 0, а истина – любое значе- ние, отличное от нуля. Результатами операции отношения или логической опера- ции является ИСТИНА (true, 1) или ЛОЖЬ (false, 0). В С/C++ определены следующие логические операции ИЛИ (||), И(&&), НЕТ (!)
Операция отношения
Операции отношения возвращают в качестве результата логическое значе- ние. Таких операций 6: >, >=, <=, == (равно), !=(не равно).
Кроме простого присваивания, имеется целая группа операций присваивания, которые объединяют простое присваивание с одной из бинарных операций. Такие операции называются составными операциями присваивания и имеют вид:
(операнд-1) (бинарная операция) = (операнд-2) .
Составное присваивание по результату эквивалентно следующему простому присваиванию:
(операнд-1) = (операнд-1) (бинарное операция) (операнд-2) .
Отметим, что выражение составного присваивания с точки зрения реализации не эквивалентно простому присваиванию, так как в последнем операнд-1 вычисляется дважды.
Каждая операция составного присваивания выполняет преобразования, которые осуществляются соответствующей бинарной операцией. Левым операндом операций (+=) (-=) может быть указатель, в то время как правый операнд должен быть целым числом.
double arr={ 2.0, 3.3, 5.2, 7.5 } ; double b=3.0; b+=arr; /* эквивалентно b=b+arr */ arr/=b+1; /* эквивалентно arr=arr/(b+1) */
Заметим, что при втором присваивании использование составного присваивания дает более заметный выигрыш во времени выполнения, так как левый операнд является индексным выражением.
Для сокращённой записи выражений в языке программирования С++ есть специальные операции, которые называются операциями присваивания. Рассмотрим фрагмент кода, с использованием операции присваивания.
Int value = 256; value = value + 256; // обычное выражение с использованием двух операций: = и + value += 256; // сокращённое эквивалентное выражение с использованием операции присваивания
В строке 2 переменной value присваивается значение 512, полученное в результате суммы значения содержащегося в переменной value с числом 256. В строке 3 выражение выполняет аналогичную операцию, что и в строке 2 , но выражение записано в упрощённом виде. В этом выражении присутствует операция присваивания со знаком плюс += . Таким образом, операция += суммирует значение переменной value co значением, которое находится правее: 256, и присваивает результат суммы этой же переменной. Как видно из примера оператор в строке 3 короче оператора в строке 2 , хоть и выполняет аналогичную операцию. Так что, если некоторую переменную нужно изменить, то рекомендуется использовать операции присваивания.
В С++ существует пять операций присваивания, не считая основную операцию присваивания: = .
Договоримся называть операции присваивания через дефис, чтобы было понятно о какой именно операции идёт речь. В таблице 1 наглядно показаны примеры использования операторов присваивания в языке программирования С++.
| Операция | Обозначение | Пример | Экв.пример | Пояснение |
|---|---|---|---|---|
| операция присваивания-сложения | += | var += 16 | var = var + 16 | Прибавляем к значению переменной var число 16, результат суммирования сохраняется в переменной var |
| операция присваивания-вычитания | -= | var -= 16 | var = var — 16 | Вычитаем из переменной var число 16, результат вычитания сохраняется в переменной var |
| операция присваивания-умножения | *= | var *= 16 | var = var * 16 | Умножаем значение переменной var в 16 раз, результат умножения присваивается переменной var |
| операция присваивания-деления | /= | var /= 16 | var = var / 16 | Делим значение переменной var на 16, результат деления присваивается переменной var |
| операция присваивания-остатка от деления | %= | var %= 16 | var = var % 16 | Находим остаток от деления и сохраняем его в переменной var |
Разработаем программу, которая будет использовать операции присваивания.
// assignment.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
#include "stdafx.h"
#include
Для начала в строке 9 была объявлена переменная value , и инициализирована значением 256. В строках 11, 13, 15, 17, прописаны операции присваивания – сложения, вычитания, умножения и деления соответственно. После выполнения каждой операции присваивания оператор cout печатает результат. Результат работы программы (см. Рисунок 1).
Value = 256 value += 256; >> 512 value -= 256; >> 256 value *= 2; >> 512 value /= 8; >> 64 Для продолжения нажмите любую клавишу. . .
Рисунок 1 – Операции присваивания в С++
На рисунке 1 наглядно показаны примеры выполнения операций присваивания, а также показан результат выполнения соответствующей операции присваивания.
Мы рассмотрели простейшие программы, написанные на Паскале в среде PascalABC.Net. Там мы производили арифметические действия над числами, а потом выводили их с помощью оператора write(или writeln). Но мы не использовали очень часто встречающегося в программировании оператора – присваивания. Так что это такое – присваивание?
Рассмотрим некоторые переменные M и N, имеющие определенные значения, скажем, M = 12, N = 34. Под каждую из этих величин компьютер выделяет отдельный участок памяти, представляющий собой некоторое количество ячеек, или битов (1 ячейка = 1 бит). Несколько чисел (или другой тип данных) не могут храниться в одном и том же месте памяти по той же причине, по которой два литра воды нельзя вместить в одну литровую банку.
Очень часто возникает необходимость сделать так, чтобы значение переменной M, равное 12, было удалено, а вместо этого стало равно значению переменной N, то есть 34. Что делает компьютер? Он находит место памяти, куда «спрятано» значение величины N, копирует его (число 34), возвращается к месту хранения M (равному 12), удаляет его значение и вставляет новое, то есть 34. В результате M = 12 превратилось в M = 34.
Присваивание – это запись данных в участок памяти компьютера, отведенной для значения величины M, тех данных, которые хранятся в другом участке памяти компьютера, где записано значение величины N.
Присваивание записывается как M:= N , означающее, что значение N переходит к M. Встает естественный вопрос: а что случилось с величиной N? Ничего, она просто как бы «поделилась» значением с переменной M, а сама не изменилась. Иногда новички в программировании думают, что переменные M и N меняются значениями, но это не так. Для иллюстрации этого явления рассмотрим задачу:
Задача. Дано числа: M = 12, N = 34. Поменять их значения местами.
Нам надо числу M присвоить 34, а числу N присвоить 12 (наоборот). Очень часто начинающие программисты пишут так:
В первой строчке кода M присваивается N, то есть M:= 34. Во второй строчке N присваивается M, но последняя переменная уже не равна 12, так как изменила свое значение в предыдущей строке на 34. Поэтому обе переменные окажутся равными 34. Для демонстрации напишем полностью код, который Вы должны переписать в среду программирования PascalABC.Net:
|
Запустите программу на выполнение; при запросе M введите 12, для N укажите 34 и нажмите Enter. Если всё сделано правильно, то Вы должны увидеть:
Введите числа M и N:
M = 12
N = 34
Результат:
M = 34 N = 34
Как видно из последней строчки, это не то, что мы хотели – поменять значения M и N местами.
Чтобы добиться правильного результата, надо зафиксировать первоначальное значение переменной M, например, s:= M ("запомнить" М, записав его значение в переменную s). В результате будем присваивать числу N не значение переменной M, которая уже изменилась, а использовать равную ей величину s:
В соответствии с последними изменениями, предыдущая программа примет вид:
|
Перепишите эту программу в PascalABC.Net и запустите (кнопка F9 на клавиатуре). Если ответ будет таким:
Введите числа M и N:
M = 12
N = 34
Результат:
M = 34 N = 12
то программа работает правильно. Как видно из последней строчки, значения чисел M и N поменялись местами.
