【C/C++】一个有点炫技的不必要的“复杂”的for循环示例

鑫源谢雄

C/C++里for循环的初始化语句、测试及更新表达式可以是任意合法的语句/表达式，甚至可以空缺。当初始化语句及测试表达式空缺时，需要用一个分号占位。灵活运行上述特性，可以写出很“复杂”的for循环。从软件工程的角度看，不必要的使用“技巧”会使得程序难以理解和维护，实践中，我们应该避免这种过分依赖于技巧的程序写法。

本文引用自作者编写的下述图书; 本文允许以个人学习、教学等目的引用、讲授或转载，但需要注明原作者"海洋饼干叔叔"；本文不允许以纸质及电子出版为目的进行抄摘或改编。
1.《Python编程基础及应用》，陈波，刘慧君，高等教育出版社。免费授课视频
2.《Python编程基础及应用实验教程》, 陈波，熊心志，张全和，刘慧君，赵恒军， 高等教育出版社
3. 《简明C及C++语言教程》，陈波，待出版书稿。免费授课视频

示例程序如下：
//Project - ASCII
#include <cstdio>
#include <conio.h>

int main() {
    char c = 0;

    for (; c = getch(), c!=13 && c!=10;) { //初始化语句为空，更新表达式空缺
        putch(c);
        printf(" %d ",c);
    }

    printf("\nProgram exited!\n");
    return 0;
}
上述程序的执行结果为（在英文输入法下依次输入字符a, b, A, B, 1, 2以及回车）：
a 97 b 98 A 65 B 66 1 49 2 50
Program exited!
conio.h头文件是C语言中控制台输入输出（console input & output）头文件，在本程序中，它引入了getch()及putch()函数。其中，getch()负责从控制台读入一个输入字符，返回表示该字符对应ASCII码的int整数；putch()函数预期接收一个int整数，然后向控制台输出该整数按ASCII码表对应的字符。
第8行：for循环中，初始化语句为空（分号占位），更新表达式空缺，仅提供了循环测试表达式。该for循环执行过程中， 初始化和更新两步将被省略。测试表达式如下：
c = getch(), c!=13 && c!=10;
这个测试表达式以逗号为界，分成了两个表达式。这个逗号（comma）其实是一个操作符，它保证了如下两点：

• 逗号左边的表达式c = getch()比逗号右边的表达式先执行；这样，当逗号右边的表达式c!=13 && c!=10执行时，c已经取得了从getch()读取的新字符。
  
• 将逗号右方表达式的值作为整个测试表达式的结果。本例中，左表达式c = getch()在赋值后返回c作为表达式的值，右表达式也会返回布尔运算的结果，但逗号表达式确保将右表达式，即c!=13 && c!=10的结果作为整个循环测试表达式的结果。
  

本程序中，作者期望把按下回车键作为程序停止执行的条件，但在不同的操作系统及执行环境下，按下回车键后，getch()得到的字符却不尽相同，有的是’\r’，即“返回行首”符，对应ASCII码13，有的是’\n’，即“换行符”，对应ASCII码10，甚至有的系统13和10会顺序返回。为了兼容上述不同情况，循环的测试表达式同时检查了13和10两个值。
第8 ~ 11行：上述for循环借助于测试表达式，不断从控制台读取字符，如果是普通字符，执行循环体：输出该字符（第9行），输出该字符的ASCII码值（第10行）；如果读入的字符等于13或10，即是由回车键导致的“返回行首”符或“换行”符，测试表达式为假，结束循环，打印“Program exited!”信息（第13行）。
上述程序的输出结果证实：a的ASCII码为97， b为98，A为65，B为66 … 它们是连续的。
读者容易想到，上述程序其实不必写得这么晦涩，一个更容易的理解的写法大致如下：
//Project - ASCII2
#include <cstdio>
#include <conio.h>

int main() {
    while (true) {
        char c = getch();
        if (c==13 || c==10)
            break;
        putch(c);
        printf(" %d ",c);
    }

    printf("\nProgram exited!\n");
    return 0;
}
从软件工程的角度看，过分的“炫技”只会导致难以理解和维护的代码！实践中，我们应该避免这种过分依赖于技巧的程序写法。
关于逗号操作符（comma operator），有必要进行更进一步的讨论。请读者考虑下述程序的执行结果：
//Project - Comma
#include <cstdio>

int main() {
   int a = 0, b = 0;

   a = b++, 3;

   printf("a = %d, b = %d",a,b);
   return 0;
}
按照稍早提及的逗号操作符的语法含义，读者可能会对第7行代码进行如下解读：

• 逗号左表达式b++先执行，b值由0变1；
  
• 逗号右表式的值3作为整个表达式的结果返回，然后赋值给a，a值变为3；
  
• 执行结果为： a = 3, b = 1。
  

但真实的执行结果是：
a = 0, b = 1
第7行：编译器的真正解读如下。

• 逗号操作符的优先级低于赋值操作符，所以a = b++被视为逗号的左表达式。逗号左表达式a = b++先执行，b++先取值，后递增，故a被赋值为b之前的初始值0；
  
• 逗号右表达式3后执行，其返回值3作为整个逗号表达式的值返回。由于返回后没有“人”需要它，所以直接被舍弃。
  

本例中，如果期望a被赋值为3，第7行应修改为：
a = (b++, 3);

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