为什么在条件运算符 (?:) 中，第二个和第三个操作数必须具有相同的类型？

Question

为什么在条件运算符(?:)中，第二个和第三个操作数的类型必须相同？

我的代码是这样的：

#include <iostream>
using std::cout;

int main()
{
    int a=2, b=3;
    cout << ( a>b ? "a is greater\n" : b );  /* expression ONE */
    a>b? "a is greater\n" : b;               /* expression TWO */

    return 0;
}

使用g++编译时报错：

main.cpp:7:36: error: operands to ?: have different types ‘const char*’ and ‘int’
main.cpp:8:28: error: operands to ?: have different types ‘const char*’ and ‘int’

我想知道为什么它们必须具有相同的类型？

(1) 在我看来，如果(a>b) 为真，那么表达式( a>b ? "a is greater\n" : b ) 将返回"a is greater\n" 和cout << "a is greater\n" 将输出该字符串；
否则表达式将返回b，cout << b 将输出b的值。

但是，不幸的是，它不是这样的。为什么？

(2) 第二个表达式得到同样的错误。

PS：我知道，是标准说一定要这样，但是，为什么标准这么说呢？

Answer 1

我想知道为什么它们必须具有相同的类型？

在 C++ 中，任何表达式都必须具有单一类型，并且编译器应该能够在编译时推导出它。

这源于 C++ 是一种静态类型语言，其中所有类型必须在编译时已知。

Answer 2

你应该试着分解正在发生的事情来理解：

cout << ( a>b ? "a is greater\n" : b );

这转化为：

operator<<(cout, ( a>b ? "a is greater\n" : b ));

在那个阶段，编译器必须选择以下重载之一：

ostream& operator<<(ostream&, int);
ostream& operator<<(ostream&, const char*);

但它不能，因为三元运算符的结果类型尚不知道（仅在运行时）。

为了让事情更清楚，这样想：

 auto c = a>b ? "test" : 0;

c 的类型是什么？它不能在编译时决定。 C++ 是一种静态类型语言。所有类型必须在编译时已知。

编辑：

你对a ? b : c的看法如下：

if (a)
    b;
else
    c;

其实是这样的：

if (a)
    return b;
else
    return c;

Answer 3

它是一种强类型语言，需要将整个 ?: 视为变量或语句，例如：

int i = 3;
int j = 5;
int k = (2 > 1 ? i : j) + 3;

在这种情况下，如果 i 是一个字符串，你希望它应该为你做什么？

Answer 4

它们实际上不必是同一类型。例如，像int a = argc > 1 ? 2 : 'a'; 这样的表达式是完全允许的，即使2 的类型是int，而'a' 的类型是char。

但确实必须隐式转换为相同的类型。原因很简单：运算符必须产生 one 值，并且编译器必须能够确定该值的类型。如果两种类型之间没有隐式转换，则表达式不会产生一种类型。

Answer 5

?: 表达式将产生一个值（称为 rvalue），该值将分配给一个变量（称为 lvalue），如 J.N.提到，C++ 是一种静态类型语言，lvalue 必须在编译时知道。

int num = a>b ? a : "eh, string?";

上面的代码无法编译，因为变量num只能容纳一个int，不允许使用字符串。