C++学习点滴:++i 与i++的区别的挖呀挖

一般初学C++的人，会对‘++i ’与‘i++’的具体区别不加理会的，这也包括本人。但，因最近无意中看到网上的人讲解这个表达式‘i = (i++) + (++i) + ++i’是怎么计算时，可惜他解释得也不清楚，引起本人极大的兴趣，因而本人决定自己对其区别进行挖呀挖式的探秘。现将自己所体会到向大家分享一下。
一．两者的基本性质区别(编译器的处理方式不同)
++i和i++都是表示自增运算，但编译器对它们处理方式是不同的，不同之处在于执行的顺序和返回的结果。对于‘++i’，i的值递增，表达式的值是i的新值,编译器的处理方式是首先将它递增，然后再为表达式赋值；对于‘i++’，i 的值是递增的，但表达式的值是 i 的原始值，编译器的处理方式是首先将它为表达式赋值，然后递增变量i。用代码来理解表达，则为：‘++i’是i += 1，return i；而‘i++’是int temp = i、i += 1，return temp 。另外在赋值上，虽然它们都可以作为右值，但只有++i可以作为左值，例如 ++i = 7，这个语句将把7赋给i，并且将i的值增加1。概述两者的区别如下：
1、i++ 返回原来的值，++i 返回加1后的值；
2、i++前者是先赋值，然后再自增；++i后者是先自增，后赋值；
3、两者可作为右值，i++不能作为左值，而++i可以，如 ++i=7。
二．两者在运算速度上的比较
对于运算速度的比较，++i只是微级领先，两者速度可算是根本上是一样的！（此是网上某些C++大神测试后的表述，因为‘i++’CPU会创建临时变量放在寄存器内，再将临时变量赋给i ，而++i不产生临时变量，因此 ‘++i’在速度上微快些！）下面本人通过在For循环运算中分别使用i++与++i的来比较说明其运算时间和汇编代码的区别，代码如下：
#include<iostream>
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <windows.h> //LARGE_INTEGER 要使用的头文件
using namespace std;
int main()
{
long sum =0;
LARGE_INTEGER cpuFreq;
LARGE_INTEGER startTime;
LARGE_INTEGER endTime;
double runTime =0.0;
QueryPerformanceFrequency(&cpuFreq);
QueryPerformanceCounter(&startTime);
for(int i=0;i<20000001;i++) //进行2000万次相加运算
//for(int i=0;i<20000001;++i)
{ sum =sum+i; }
QueryPerformanceCounter(&endTime);
runTime = (((endTime.QuadPart - startTime.QuadPart) * 1000.0f) / cpuFreq.QuadPart);
cout<<"sum= "<<sum<<endl;
cout<<"此使用i++运算需时："<<runTime<<"毫秒"<<endl;
//cout<<"此使用++i运算需时："<<runTime<<"毫秒"<<endl;
system("pause");
return 0;
}
******** 运算结果如下图示：(说明：两者的编译状况是一致的)

******** 汇编代码比较如下图示：(两者的汇编代码是一样的）

三．着重讲述表达式中出现多个‘++’的计算方法
当然，对于单条‘++’运算，C++ 小白是很容易理解的，但对于出现多个++的运算时，其计算可令人惘然，如下面计算式（变量的初始值均设置为0）：
i = (i++) + (++i);(混合运算并给自己赋值）
i = (i++) + (++i) + ++i;
i = (i++) + ++i + (i++) + (++i);
b = (i++) + ++i + (i++) + (++i);//混合运算但给其它变量赋值
i = i++ + ++i + i++ + ++i;//无括号和混合的运算并给自己赋值
c = ++i + ++i + i++ + ++i ;//无括号和混合的运算但给其它变量赋值
(i++) + ++i + (++i) + i++;//混合运算但无给变量赋值
i++ + (++i)+ ++i + (i++);
i = (i++) + (++i) + (++i) + (i++) + (++i);
d = (i++) + (++i) + (++i) + (i++) + (++i);
i = i++ + ++i + ++i + i++ + ++i;//无括号和无混合的运算并给自己赋值
i = (i++) + (i++) + (i++) + (i++) + (i++);
i = (++i) + (++i) + (++i) + (++i) + (++i);
j = (i++) + (++i) + (++i) + i++ + (++i)+ i++ + (i++)。
其运算真是让人摸不着头脑的！现先看看其编程运算的结果如下图示：

程序的代码如下图示：

其反汇编代码为（展示7个运算式的代码图）：

通过观摩编译器的汇编代码后，本人领略出编译器在混合和无混合两种情况下的运算机制（方法），现结合以i = (i++) + (++i) + (++i) + (i++) + (++i)的运算式为例，仅讲述在混合情况下的运算机制：
1.编译器对‘++’运算符的处理等级要优先于‘（）’，因此有无括号来括住运算式，其计算结果都是是一样；
2.计算时，先将计算式中的所有前置‘++i’放在前面（左边），将计算式中的所有后置‘i++’放在后面（右边），即先进行对所有的‘++i’操作；
3.再对运算式分别统计出有n1个‘++i’(本例有3个）和n2个‘i++’(本例有2个）运算式；
4.然后先将‘++i’运算式中的i值进行n1次(本例3次）加1自增操作，得到结果值为n1（本例为3），并将此值n1赋给i（本例此时i=3）；
5.以此i的值来代入所有计算式(n1+n2个，本例为5个）中进行相加操作，以本例来计算，即(i=3)+(i=3)+(i=3)+(i=3)+(i=3)=15;
6.再补计算未进行自加1操作的‘i++’的n2个运算式（本例2个），以本例来计算，即增2次加1操作，结果为2，最后将此值与上一步所计算出的结果值（15）相加后所得的最终值（2+15=17）赋给i,此时i的值为17。 （计算完成）
因而i = (i++) + (++i) + (++i) + (i++) + (++i)的运算式则手动计算方法为：
1.先重排序：i =(++i) + (++i) + (++i) + (i++) + (i++) ；
2.对i进行3次自增1计算：i= 0 + 1 + 1 + 1 = 3;
3.将i=3代入整条运算式中（不理会式中“++”符号）：3+3+3+3+3 =15；
4.补算2个未进行加1操作“i++”：1+1=2;
5.再合并计算最终结果值：2+15＝17 。（计完）
（无混合情况下的运算机制留给读者自己去琢磨）
四．现再比较‘i++’与 ‘++i’作为For循环中使用的参数的运算区别
看下面一段代码：
cout << "后置++的参数运算" << endl;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
cout <<"后置的i的值：" << i << ", "<<endl;
}
cout << endl;
for (i = 0;i < 10; ++i)
{
cout << "前置的i的值：" << i << ", "<<endl;
}
其运行结果图：

两者运算的汇编代码如下图示：

两者的运算结果是一样的！查看其反汇编代码后，哦，原来两者的汇编代码是一样的！
（上述测试程序在VS2010和VS2019中测试的结果是一样的）
(完）