信奥崔老师：三目运算 (Ternary Operator)

4.5 [等级1] 三目运算 (Ternary Operator)

1. 概念介绍

三目运算符，也叫条件运算符，是 C++ 中唯一一个需要三个操作数的运算符。它是一种紧凑的 if-else 语句的替代形式，用于根据一个条件选择两个值中的一个。语法格式为：condition ? expression_if_true : expression_if_false

condition: 一个布尔表达式。
expression_if_true: 如果 condition 为 true，整个表达式的值就是这个部分的值。
expression_if_false: 如果 condition 为 false，整个表达式的值就是这个部分的值。

2. 算法步骤

计算 condition 表达式。
如果 condition 的结果为 true（或非零），则计算 expression_if_true，并将其结果作为整个三目运算表达式的结果。
如果 condition 的结果为 false（或零），则计算 expression_if_false，并将其结果作为整个三目运算表达式的结果。注意 : expression_if_true 和 expression_if_false 中只有一个会被执行。

3. 算法可视化SVG图示

下图展示了三目运算的决策流程，像一个铁路岔道。

4. 核心特性

简洁性 : 是 if-else 的紧凑写法。
表达式 : 三目运算本身是一个表达式，它有返回值，可以被赋值给变量，或用在其他表达式中。而 if-else 是语句，没有返回值。
类型兼容 : expression_if_true 和 expression_if_false 的类型应该相同或可以隐式转换为一个共同的类型。
右结合性 : 三目运算符是右结合的，a ? b : c ? d : e 等价于 a ? b : (c ? d : e)。

5. C++代码基础实现

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#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    int a = 10, b = 20;

    // 示例1: 求两数中的最大值
    int max_val = (a > b) ? a : b;
    std::cout << "Max value is: " << max_val << std::endl; // 输出 20

    // 示例2: 判断奇偶性
    int num = 7;
    std::string result = (num % 2 == 0) ? "Even" : "Odd";
    std::cout << num << " is " << result << std::endl; // 输出 7 is Odd

    // 示例3: 直接在输出中使用
    int score = 85;
    std::cout << "Grade: " << (score >= 60 ? "Pass" : "Fail") << std::endl; // 输出 Grade: Pass

    return 0;
}

6. 优化策略

可读性优先 : 不要过度使用三目运算符。如果逻辑非常复杂或嵌套多层，使用 if-else 结构会更清晰。
避免副作用 : 尽量不要在三目运算符的第二和第三部分使用有副作用的表达式（如 ++i），这可能使代码难以理解。例如 int x = a > b ? c++ : d++;

7. 优缺点

优点:
- 代码紧凑: 对于简单的条件赋值，可以显著减少代码行数。
- 是表达式 : 可以方便地嵌入到其他表达式中，如函数调用 printf("%s", score > 60 ? "Pass" : "Fail"); 或变量初始化。
缺点:
- 可读性差: 嵌套的三目运算会变得非常难以阅读和维护。
- 调试困难 : 在三目运算符的表达式中设置断点比在 if-else 块中更难。

8. 应用场景

简单的条件赋值 : int max = a > b ? a : b;
初始化 const 变量 : const int val = (some_condition) ? 100 : 200; 这种情况 if-else 无法做到。
返回语句 : return x > 0 ? x : -x; (求绝对值)。
输出格式化: 根据条件选择不同的输出字符串。

9. 扩展

constexpr if (C++17) : 对于模板编程，if constexpr 允许在编译时根据条件进行分支，不满足条件的分支代码甚至不会被编译，这比运行时三目运算更强大。
与 lambda 结合 : auto my_func = (use_new_version) ? [](int x){...} : [](int x){...};

10. 课后配套练习及答案

练习1: 求绝对值输入一个整数，使用三目运算符输出其绝对值。

c 复制代码

// 答案
#include <iostream>
int main() {
    int n;
    std::cin >> n;
    int abs_n = (n >= 0) ? n : -n;
    std::cout << "Absolute value: " << abs_n << std::endl;
    return 0;
}

练习2: 两数中的较小者输入两个整数，使用三目运算符输出较小的一个。

c 复制代码

// 答案
#include <iostream>
int main() {
    int a, b;
    std::cin >> a >> b;
    int min_val = (a < b) ? a : b;
    std::cout << "Min value: " << min_val << std::endl;
    return 0;
}

练习3: 性别显示输入一个字符 'M' 或 'F'，使用三目运算符输出 "Male" 或 "Female"。

c 复制代码

// 答案
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
    char gender;
    std::cin >> gender;
    std::string gender_str = (gender == 'M') ? "Male" : "Female";
    std::cout << gender_str << std::endl;
    return 0;
}

练习4: 打折计算 商品价格 price。如果 price 大于等于100，则打9折；否则不打折。使用三目运算符计算并输出最终价格。

c 复制代码

// 答案
#include <iostream>
#include <iomanip>
int main() {
    double price;
    std::cin >> price;
    double final_price = (price >= 100) ? price * 0.9 : price;
    std::cout << "Final price: " << std::fixed << std::setprecision(2) << final_price << std::endl;
    return 0;
}

练习5: 嵌套三目运算输入一个整数，判断它是正数、负数还是零，并输出 "Positive", "Negative" 或 "Zero"。

c 复制代码

// 答案
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
    int n;
    std::cin >> n;
    std::string result = (n > 0) ? "Positive" : ((n < 0) ? "Negative" : "Zero");
    std::cout << result << std::endl;
    return 0;
}

11. 相关网络资源推荐

Conditional operator - cppreference.com
C++ Ternary Operator - Programiz