C++ 中的前遞增 VS 後遞增運算子

對於 C++ 內建的算術型別變數，++x 和 x++ 都會讓 x 加一。差別在於運算式產生的值：前置遞增會產生更新後的值，後置遞增則會產生更新前的值。請依周圍運算式需要哪個值來選擇。對於使用者自訂型別，遞增運算子的多載行為由各自的定義決定；依照慣例，它們通常會提供類似的前置與後置行為。

C++ 前置遞增與後置遞增運算的差異

對於內建的算術型別，++x 會先更新 x，再產生運算式的結果。x++ 會先產生舊值，並在這個運算過程中完成遞增。無論哪種形式，變數都只會改變一次。多載運算子可能有不同細節，但依照慣例通常遵循相同的前置與後置差異。

執行以下範例：

#include <iostream>

int main() {
    int value = 4;
    int previous = value++;
    int current = ++value;

    std::cout << previous << ' ' << current << ' ' << value << '\n';
}

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previous 取得第一次遞增前的值；current 取得第二次遞增後的值，這也是 value 的最終值。

在迴圈主體中，遞增運算子的位置會改變主體印出的值。第一個迴圈以 i++ 作為列印運算式：它會印出目前的值，然後遞增 i。第二個迴圈則會先執行 ++j，再執行列印運算式，因此主體印出的是更新後的值。

#include <iostream>

int main() {
    int i = 0;
    while (i < 5) {
        std::cout << i++ << '\n';
    }
    std::cout << "final i = " << i << '\n';
}

#include <iostream>

int main() {
    int j = 0;
    while (j < 5) {
        std::cout << ++j << '\n';
    }
    std::cout << "final j = " << j << '\n';
}

第一個迴圈會依序印出 0、1、2、3 和 4，接著印出 final i = 5；第二個迴圈會依序印出 1、2、3、4 和 5，接著印出 final j = 5。兩個計數器都從 0 開始，主體各執行五次，最後的計數器值都是 5。這些範例是在迴圈主體中遞增。相較之下，若遞增運算式位於 for 迴圈的迭代運算式中，它會在主體執行後才執行。如果運算式的結果會被捨棄，將 ++k 換成 k++ 不會改變迭代序列：for (int k = 0; k < 5; ++k) 和使用 k++ 的版本都會依序走訪 0、1、2、3 和 4，最後讓 k 等於 5。輸出中的 final i 和 final j 標籤維持英文。

避免在同一個運算式中修改並讀取相同變數

不要在同一個未定序運算式中，遞增某個變數的同時又讀取該變數。例如，k++ * k 在 C++ 中具有未定義行為：對 k 的修改與另一處對 k 的讀取彼此之間沒有定序關係。因此，這個運算式的結果無法預測，也不能作為有效的範例輸出。

如果想要計算舊值與下一個值的乘積，請明確安排有順序的步驟：初始化 k，將它存入 old，遞增 k，然後計算 old * k。

分開的陳述式會先在遞增 k 前保存舊值，再將保存的值與更新後的值相乘。執行以下範例：

#include <iostream>

int main() {
    int k = 10;
    int old = k;
    ++k;
    int product = old * k;

    std::cout << product << '\n';
}

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何時使用前置遞增或後置遞增

當運算式需要舊值時，請使用後置遞增，例如 int previous = value++;。需要更新後的值時，或運算式的值會被捨棄時，請使用前置遞增；for 迴圈的迭代運算式就是後者的例子。

若不需要舊的迭代器值，使用前置遞增是常見的慣例。使用者自訂迭代器的多載運算子依其實作而定，但依照慣例通常會比照內建型別的前置與後置差異。後置遞增可能會保留並傳回先前迭代器的副本；對於複製有成本的迭代器型別，前置遞增可以省去這項工作。這並不能證明特定程式會有可測量的速度差異：編譯器最佳化與迭代器的實作都會影響產生的運算。

結論

兩種形式都會讓變數遞增一次。前置遞增會產生更新後的值，後置遞增則會產生先前的值。請選擇能清楚表達運算式所需值的形式；對迭代器而言，若不會使用先前的迭代器值，通常可優先使用前置遞增，但不要假設它一定能提升速度。

常見問題

前置遞增與後置遞增的主要差異是什麼？

對於內建的算術型別，++x 會先更新，再產生更新後的值。x++ 會先產生先前的值，並完成遞增。多載運算子的行為由其定義決定，但依照慣例通常會提供類似的前置與後置行為。

兩種形式都能用在迴圈中嗎？

可以。在 for 迴圈的迭代運算式中，結果通常會被捨棄，因此將 ++i 換成 i++ 不會改變該迴圈的迭代序列。

在 C++ 中哪一種形式比較快？

對所有運算式和型別而言，沒有一種形式能普遍保證速度較快。對迭代器或使用者自訂型別，後置遞增可能需要建立暫時副本；最佳化則可能移除不必要的運算。請依所需的值和表達意圖的清晰度來選擇，並在提出效能主張前測量實際工作負載。

什麼時候適合使用後置遞增？

當運算式需要遞增前的值時，請使用後置遞增，例如將該值指定給另一個變數。

前置遞增與後置遞增在每種語言中的行為都相同嗎？

不一定。拼寫相似的運算子可能遵循各自語言的規則。請確認所用語言的語意；本文說明的是 C++。