Expressions et affectations

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1 Expressions et affectations
Chapitre 7 Expressions et affectations

2 Chapitre 7: Sujets Introduction Expressions arithmétiques
Surcharge des opérateurs Conversions de types Expressions relationelle et booléenne Évaluations court-circuitées Les affectations Affectation multi-types Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved. 2

3 Introduction Expressions: Outil fondamental permettant de spécifier les calculs devant être effectués par un programme informatique. Point crucial: Comprendre la syntaxe et la sémantique des expressions du langage. Évaluation d'une expression: Le résultat dépend de l'odre d'évaluation des opérateurs et des opérandes. Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

4 Expressions arithmétiques
L'apparition des premiers langages était motivée par le besoin d'évaluer des expressions arithmétiques telles que celles que l'on retrouve en mathématique, en science et en génie. Expressions arithmétiques: opérateurs, opérandes, parenthèses et appels de fonctions. Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

5 Expressions arithmétiques: Conception
Choix de conception Règles de précédence des opérateurs Règles d'associativité des opérateurs Ordre d'évaluation des opérandes Effets de bord de l'évaluation des opérandes Surcharge des opérateurs Mélange de types dans les expressions Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

6 Expressions arithmétiques: Opérateurs
Opérateur unaire: 1 opérande *ptr Opérateur binaire: 2 opérandes a+b Opérateur ternaire: 3 opérandes a ? b : c Dans la plupart des langages les opérateurs binaires sont infixes Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

7 Priorité des opérateurs arithmétiques
Les règles de priorité des opérateurs définissent l'ordre avec lequel sont évalués les opérateurs adjacents dans une expression. Niveaux de priorité typique: parenthèses opérateurs unaires ** (exponentiation, le cas échéant) *, / +, - Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

8 Règles d'associativité des opérateurs
Les règles d'associativité des opérateurs définissent l'ordre avec lequel les opérateurs adjacents de même priorité sont évalués. Règles d'associativité typiques: De gauche à droite, excepté pour l'exponentiation qui est de droite à gauche Les opérateurs unaires sont quelquefois évalué de droite à gauche (par exemple en FORTRAN) APL est différent: tous les opérateurs ont la même priorité et sont évalués de droite à gauche. Bien sûr, les règles de priorité et d'associativité peuvent être outrepassées en utilisant des parenthèses. Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

9 Expressions conditionnelles
Utilisé dans les langages de type C Exemple: moyenne = (nbre == 0)? 0 : somme / nbre Équivalent à if (nbre == 0) moyenne = 0 else moyenne = somme /nbre Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

10 Ordre d'évaluation des opérandes
Type d'opérandes: Variables: évaluées en récupérant la valeur en mémoire Constantes: Souvent évaluées de la même façon que les variables.Quelque fois la variable fait partie de l'instruction machine. Expressions avec parenthèses: Évaluer tous les opérateurs avant d'utiliser la valeur comme opérande. L'ordre d'évaluation des opérandes est important pour l'efficacité et lorsqu'il y a effet de bord. Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

11 Effet de bord des fonctions
Lorsqu'une fonction change la valeur d'un paramètre ou d'une variable non locale. Principal problème: Lorsqu'un des opérandes d'une expression est une fonction qui modifie la valeur d'une variable présente dans une autre opérande. Exemple: int f(int& a){a++;return 1;} b = a / f(a); Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

12 Effet de bord des fonctions
Deux solutions possibles au problème: Définir le langage afin de proscrire les effets de bord. Pas de paramètre pouvant être modifié Aucune variable non locale Avantage: C'est possible et cela fonctionne! Désavantage: Manque de flexibilité Définir le langage afin que l'ordre d'évaluation des opérandes soit fixe. Désavantage: limite l'optimisation effectuée par le compilateur. Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

13 Surcharge des opérateurs
Utilisation d'un opérateur pour plus d'un usage. Quelques cas sont communs + pour int et float En Java: + pour la concaténation Quelques uns sont problématiques (e.g., & en C et C++) Plus difficile de détecter les erreurs car l'omission d'une opérande peut ne pas être détectée: si on écrit &b plutôt que a&b Peut être évité (en Pascal on écrit div pour la division entière) Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

14 Surcharge des opérateurs (suite)
C++, Ada, Fortran 95 et C# permettent aux usager de surcharger les opérateurs. addition et produit sur les matrices: A * B + C * D Problèmes potentiels: L'usage d'un symbole peut être injustifié Les programmes peuvent être moins lisibles même si l'usage est justifié par exemple si on doit vérifier le type de tous les paramètres pour déterminer la sémantique. Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

15 Conversion de types Une conversion réductrice (narrowing conversion) est une converstion vers un type plus restreint. Exemple: float vers int Une conversion expensive (widening conversion) est une conversion vers un type plus général Exemple: int vers float Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

16 Conversion implicite (Coercition)
Une coercition est une conversion de type implicite désavantages: Elles diminuent la capacité du compilateur de détecter les erreurs de types. La plupart des langages utilisent la coercition expensive pour tous les types numériques dans les expressions En Ada il n'y a pratiquement aucune coercition dans les expressions. Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

17 Conversion explicite Possible dans la plupart des langages cast en C
Exemples C: (int) angle Ada: Float (sum) Note: La syntaxe de Ada est similaire aux appels de fonctions. Ada possède aussi une fonction unchecked_Conversion qui change le type sans changer la représentation. Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

18 Erreurs dans les expressions
Causes Limitations Inhérentes de l'arithmétique: e.g., division par zéro Limitations de l'ordinateur e.g. débordement Certains langages offrent des outils pour traiter ce type d'erreurs (exceptions) Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

19 Expressions booléennes et relationelles
Expression relationelle Utilise des opérateurs relationels et des opérandes de types variés S'évalue à une représentation d'une valeur booléenne Les symboles représentant les opérateurs varient en fonction des langages != (C), /= (Ada), .NE.(Fortran), <> (Fortran), ~= (Lua), !== (PHP) Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

20 Expressions booléennes et relationelles
Les opérandes sont des booléens et le résultat est un booléen Exemples d'opérateurs FORTRAN FORTRAN C Ada .AND and && and .OR or || or .NOT not ! not xor Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

21 Pas de type booléen en C Le C utilise le type int pour représenter les booléens (0=faux et les autres valeurs valent Chose curieuse en C: a < b < c est une expression légale mais le résultat n'est pas ce que vous espérez: Que vaux 1 < 0 < 1 ? Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

22 Précédence des opérateurs
Opérateurs relationels dans les langages de type C: ++ et -- postfixes + et - unaires, ++ et -- préfixes, ! *, /, % + et - binaires <, >, <=, >= =, != && || Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

23 Évaluations court-circuitées
Lorsque le résultat d'une expression est déterminé sans évaluer toutes les opérandes et/ou opérateurs. Exemple: (13*a) * (b/13–1) Si a est zéro, inutile d'évaluer (b/13-1) Problème avec les évaluations non court-circuitées index = 0; while ((index < length) && (LIST[index] != value)) index++; Lorsque index=length alors LIST [index] n'est pas valide (en C) Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

24 Évaluations court-circuitées (suite)
C, C++, et Java: utilisent l'évaluation court- circuitée pour les opérateurs booléens usuels (&& and ||), mais ils fournissent aussi des opérateurs sur les bits qui ne sont pas court-circuités(& and |) Ada: on peut spécifier si les opérateurs AND et OR doivent être court-circuités en utilisant and-then et or-else: I := 1; while (I<=N) and then (tab(I) /= K) loop I:=I+1; end loop; Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

25 Évaluations court-circuitées (suite)
Ruby, Perl, Python: Tous les opérateurs logiques sont court-circuités. L'évaluation court-circuitée expose le problème potentiel de l'effet de bord dans les expressions: e.g. (a > b) || (b++ / 3) Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

26 Les affectations Syntaxe générale: L'opérateur d'affectation
<var_cible> <operator_affectation> <expression> L'opérateur d'affectation = FORTRAN, BASIC, PL/I, C, C++, Java := ALGOLs, Pascal, Ada = peut être problématique lorsqu'il est surchargé par l'opérateur relationel d'égalité Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

27 Cible conditionnelle Ce qui est équivalent à: if (flag) total = 0 else
En C, C++, et Java: (flag)? total : subtotal = 0 Ce qui est équivalent à: if (flag) total = 0 else subtotal = 0 Note: Cela illustre la différence entre les l-valeurs et les r-valeurs. Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

28 Opérateurs composés Raccourci permettant de spécifier une forme particulière Introduit dans ALGOL; adopté par C Exemple a = a + b peut s'écrire a += b Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

29 Opérateurs d'affectation unaires
Dans les langages de type C Combine l'incrémentation (ou la décrémentation) avec l'affectation Exemples count++ --count sum = ++count sum = count++ Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

30 L'affectation comme expression
En C, C++, et Java, l'affectation produit un résultat et peut être utilisé comme opérande. Exemple: while ((ch = getchar())!= EOF){…} ch = getchar() est évalué et le résultat (mis dans ch) est utilisé comme valeur de comparaison avec EOF. Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

31 Affectation multi-types
L'affectation peut aussi être multi-type: int a, b; float c; c = a / b; Fortran, C, C++ et Perl utilisent des règles de coercition pour l'affectation similaire à celle utilisée dans les expressions. Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

32 Affectation multi-types (suite)
En Java et C#, seule la coercition expensive est effectuée. En Ada, il n'y a aucune coercition pour l'affectation. Les langages utilisant le typage dynamique n'ont pas besoin d'effectuer de coercition. Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.

33 Sommaire Expressions Associativité et priorité des opérateurs
Évaluations court-circuitées Surcharge des opérateurs Expressions multi-types Formes variées d'affectations. Copyright © 2007 Addison-Wesley. All rights reserved.