为什么 c++ 没有 &&= 或 ||= 用于布尔值？

Question

是否有可能发生的"very bad thing" &&= 和 ||= 被用作 bool foo = foo && bar 和 bool foo = foo || bar 的语法糖？

Answer 1

bool 在 C++ 中只能是 true 或 false。因此，使用&= 和|= 是相对安全的（尽管我不是特别喜欢这种表示法）。诚然，它们将执行位操作而不是逻辑操作（因此它们不会短路），但这些位操作遵循定义明确的映射，这实际上等同于逻辑操作，只要因为两个操作数的类型都是bool。¹

与其他人在这里所说的相反，C++ 中的bool 绝不能具有不同的值，例如2。当将该值分配给bool 时，它将按照标准转换为true。

将无效值放入bool 的唯一方法是在指针上使用reinterpret_cast：

int i = 2;
bool b = *reinterpret_cast<bool*>(&i);
b |= true; // MAY yield 3 (but doesn’t on my PC!)

但是由于这段代码无论如何都会导致未定义的行为，我们可以放心地忽略这个潜在的符合 C++ 代码的问题。

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¹ 诚然，正如 Angew 的评论所示，这是一个相当大的警告：

bool b = true;
b &= 2; // yields `false`.

原因是b & 2 执行整数提升，使得表达式随后等价于static_cast<int>(b) & 2，从而产生0，然后将其转换回bool。所以operator &&= 的存在确实会提高类型安全性。

Answer 2

&& 和 & 具有不同的语义：如果第一个操作数是 false，&& 将不会计算第二个操作数。即类似

flag = (ptr != NULL) && (ptr->member > 3);

是安全的，但是

flag = (ptr != NULL) & (ptr->member > 3);

不是，尽管两个操作数都是bool 类型。

&= 和 |= 也是如此：

flag = CheckFileExists();
flag = flag && CheckFileReadable();
flag = flag && CheckFileContents();

会表现得不同于：

flag = CheckFileExists();
flag &= CheckFileReadable();
flag &= CheckFileContents();

Answer 3

简答

所有运算符+=、-=、*=、/=、&=、|=...都是算术运算符并提供相同的期望：

x &= foo()  // We expect foo() be called whatever the value of x

但是，运算符 &&= 和 ||= 是合乎逻辑的，并且这些运算符可能容易出错，因为许多开发人员希望 foo() 总是在 x &&= foo() 中调用。

bool x;
// ...
x &&= foo();           // Many developers might be confused
x = x && foo();        // Still confusing but correct
x = x ? foo() : x;     // Understandable
x = x ? foo() : false; // Understandable
if (x) x = foo();      // Obvious

• 我们真的需要让 C/C++ 变得更加复杂才能获得x = x && foo() 的快捷方式吗？

• 我们真的想要更多地混淆神秘的声明x = x && foo()吗？
  还是我们想写像if (x) x = foo();这样有意义的代码？

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长答案

&&= 的示例

如果&&= 运算符可用，则此代码：

bool ok = true; //becomes false when at least a function returns false
ok &&= f1();
ok &&= f2(); //we may expect f2() is called whatever the f1() returned value

相当于：

bool ok = true;
if (ok) ok = f1();
if (ok) ok = f2(); //f2() is called only when f1() returns true

第一个代码容易出错，因为许多开发人员会认为无论f1() 返回值如何，总是调用f2()。这就像写bool ok = f1() && f2();，其中f2() 仅在f1() 返回true 时被调用。

• 如果开发者真的希望f2() 仅在f1() 返回true 时被调用，那么上面的第二个代码更不容易出错。
• 否则（开发人员希望始终调用f2()），&= 就足够了：

&= 的示例

bool ok = true;
ok &= f1();
ok &= f2(); //f2() always called whatever the f1() returned value

此外，编译器优化上面的代码比优化下面的代码更容易：

bool ok = true;
if (!f1())  ok = false;
if (!f2())  ok = false;  //f2() always called

比较 && 和 &

我们可能想知道运算符&& 和& 在应用于bool 值时是否给出相同的结果？

让我们使用以下 C++ 代码进行检查：

#include <iostream>

void test (int testnumber, bool a, bool b)
{
   std::cout << testnumber <<") a="<< a <<" and b="<< b <<"\n"
                "a && b = "<< (a && b)  <<"\n"
                "a &  b = "<< (a &  b)  <<"\n"
                "======================"  "\n";
}

int main ()
{
    test (1, true,  true);
    test (2, true,  false);
    test (3, false, false);
    test (4, false, true);
}

输出：

1) a=1 and b=1
a && b = 1
a &  b = 1
======================
2) a=1 and b=0
a && b = 0
a &  b = 0
======================
3) a=0 and b=0
a && b = 0
a &  b = 0
======================
4) a=0 and b=1
a && b = 0
a &  b = 0
======================

结论

因此 YES 我们可以将 && 替换为 & 以获得 bool 值 ;-)
所以最好使用&= 而不是&&=。
我们可以认为&&= 对布尔值没有用处。

||= 相同

操作员|= 也比||= 更不容易出错

如果开发人员希望仅在f1() 返回false 时调用f2()，而不是：

bool ok = false;
ok ||= f1();
ok ||= f2(); //f2() is called only when f1() returns false
ok ||= f3(); //f3() is called only when f1() or f2() return false
ok ||= f4(); //f4() is called only when ...

我建议以下更容易理解的替代方案：

bool ok = false;
if (!ok) ok = f1();
if (!ok) ok = f2();
if (!ok) ok = f3();
if (!ok) ok = f4();
// no comment required here (code is enough understandable)

或者如果你更喜欢一行风格：

// this comment is required to explain to developers that 
// f2() is called only when f1() returns false, and so on...
bool ok = f1() || f2() || f3() || f4();