C語言有預增量和后增量的歷史原因是什么？

Question

（注意：我不是在詢問預增量與后增量的定義，或者它們在C / C ++中的使用方式。因此，我不認為這是一個重復的問題。）

C的開發人員（Dennis Ritchie等人）出於很好的理由創建了增量和減量運算符。 我不明白為什么他們決定創造前后增量/減量的區別？

我的感覺是，當C開發時，這些運算符比今天更有用。 大多數C / C ++程序員使用其中一種，而來自其他語言的程序員今天發現這種區別奇怪且令人困惑（注意：這完全基於軼事證據）。

他們為什么決定這樣做，以及計算上發生了什么變化，這種區別今天沒那么有用？

為了記錄，可以在C ++代碼中看到兩者之間的差異：

int x = 3;

cout << "x = 3; x++ == " << x++ << endl;
cout << "++x == " << ++x << endl;
cout << "x-- == " << x-- << endl;
cout << "--x == " << --x << endl;

將作為輸出

x++ == 3
++x == 5
x-- == 5
--x == 3

Answer 1

當時硬件廣泛支持遞增和遞減1：單個操作碼，並且速度快 。 這是因為“遞增1”和“遞減1”是代碼中非常常見的操作（直到今天）。

post和precrement表單僅影響在生成的機器代碼中插入此操作碼的位置。 從概念上講，這模仿了“ 在使用結果之前或之后增加/減少”。 在一個聲明中

i++;

沒有使用'之前/之后'概念（因此它與++i;相同++i; ），但是

printf ("%d", ++i);

它是。 現在，這種區別與設計語言C時的區別同樣重要（這個特定的習語是從其名為“B”的前體復制而來的）。

從C語言的發展談起

這個特征[PDP-7的“自動增量”存儲單元“]可能會向Thompson [Ken Thompson，他設計的”B“，C的前身）建議這樣的操作員。 使它們成為前綴和后綴的概括是他自己的。 實際上，自動增量單元並沒有直接用於運算符的實現，並且創新的更強烈動機可能是他觀察到++ x的翻譯小於x = x + 1的翻譯。

^{感謝@dyp提及此文檔。}

Answer 2

當你從n倒數時，無論是預先減量還是后減量都是非常重要的

#include <stdio.h>
void foopre(int n) {
    printf("pre");
    while (--n) printf(" %d", n);
    puts("");
}
void foopost(int n) {
    printf("post");
    while (n--) printf(" %d", n);
    puts("");
}
int main(void) {
    foopre(5);
    foopost(5);
    return 0;
}

查看在ideone上運行的代碼 。

Answer 3

為了得到超出猜測的答案，很可能你不得不親自詢問Dennis Ritchie等人。

添加到已經給出的答案，我想補充兩個可能的原因：

• 懶惰/節約空間：

  您可以在輸入文件中使用適當的版本保存一些擊鍵/字節，例如while(--i) vs while(i--) 。 （看看pmg的答案，看看，為什么兩者都有所不同，如果你在第一次運行中沒有看到它）

• 美學

  出於對稱性的原因，只有一個版本的前后增量/減量可能會讓人覺得缺少某些東西。

編輯：在推測部分提供的輸入文件中添加了少量字節，現在提供了一個非常好的“歷史”原因。

無論如何，整理清單的主要觀點是提供可能的解釋的例子，這些解釋不是太歷史，但仍然在今天舉行。

當然我不確定，但我認為除了個人品味之外，要求一個“歷史性”的理由是從一個不必要的假設開始。

Answer 4

對於C.

讓我們來看看Kernighan＆Ritchie的原始理由（原始K＆R第42頁和第43頁）：

不尋常的方面是++和 - 可以用作前綴或后綴。 （...）在沒有值的情況下（..）根據品味選擇前綴或后綴。 但是htere是特別要求其中一個或另一個的情況。

本文繼續介紹一些在索引中使用增量的示例，其明確目標是編寫“ 更緊湊 ”的代碼。 因此，這些運算符背后的原因是更緊湊的代碼的便利性。

給出的三個示例（ squeeze() ， getline()和strcat() ）僅使用索引在表達式中使用postfix。 作者將代碼與不使用嵌入式增量的較長版本進行比較。 這證實了重點是緊湊性。

第10頁的K＆R重點介紹了這些運算符與指針解除引用（例如*--p和*p-- ）的結合使用。 沒有給出進一步的例子，但同樣，他們明確表示這種好處是緊湊的。

對於C ++

Bjarne Stroustrup希望具有C兼容性，因此C ++繼承了前綴和后綴增量和減量。

但是還有更多內容：在他的“ C ++的設計和演變 ”一書中，Stroustrup解釋說，最初，他計划在用戶定義的類中只有一個重載，后綴和前綴：

有幾個人，特別是Brian Kernighan，指出這種限制從C角度看是不自然的，並阻止用戶定義一個可以用作普通指針替換的類。

這導致他找到當前的簽名差異來區分前綴和后綴。

順便說一下，沒有這些運算符，C ++就不會是C ++而是C_plus_1 ;-)

Answer 5

考慮以下循環：

for(uint i=5; i-- > 0;)
{
    //do something with i,
    // e.g. call a function that _requires_ an unsigned parameter.
}

您不能使用預遞減操作復制此循環，而無需在for（...）構造之外移動遞減操作，並且最好在一個位置進行初始化，交互和檢查。

一個更大的問題是：一個可以為一個類重載增量運算符（全部4個）。 但是后來運算符嚴重不同：后期運算符通常會導致正在創建的類實例的臨時副本，而前運算符則不會。 這在語義上是一個巨大的差異。

Answer 6

PDP-11有一條對應*p++指令，另一條對應*--p （或者可能反過來）。