Тернарна умовна операція
Тернарна умовна операція (від лат. ternarius — «потрійний») (зазвичай записується як ?:) — в багатьох мовах програмування операція, яка повертає свій другий або третій операнд в залежності від значення логічного виразу, заданого першим операндом. Як можна судити із назви, тернарна операція приймає всього три вказаних операнда. Аналогом тернарної умовної операції в математичній логіці і булевій алгебрі є умовна диз'юнкція, яка записується у вигляді [p, q, r] і реалізує алгоритм: «Якщо p, то q, інакше r», що можна переписати як «q або r, в залежності від p або не p».
Зазвичай тернарна умовна операція асоціюється з операцією ?:
, яка використовується в сі-подібних мовах програмування. Насправді, подібні операції з іншим синтаксисом є і в багатьох далеких по синтаксису від Сі мовах програмування. До найбільш популярних мов, що містять тернарну умовну операцію, можна віднести C, C++, JavaScript, Swift, Objective-C, C#, D, Java, ECMAScript, Perl, PHP, Python,Tcl, Ruby, Verilog, Turbo Basic та інші. Своєю появою безпосередньо в тернарній формі ця операція зобов'язана мові Алгол-60, в якому вона мала синтаксис if o1 then o2 else o3
і потім мови BCPL (o1 -> o2, o3
)[1] замість звичного тепер o1 ? o2 : o3
. Прототипом цієї операції, в свою чергу, є умовна функція cond
мови Лісп, яка записується за правилами Ліспа в префіксній формі і має довільну кількість аргументів.
Визначення
Безвідносно до певної мови програмування тернарну операцію можна визначити так:
логічний вираз ? вираз 1 : вираз 2
Алгоритм роботи операції наступний:
- Обчислюється
логічний вираз
. - Якщо
логічний вираз
істинний, то обчислюється значення виразувираз 1
, в іншому випадку — значення виразувираз 2
. - Обчислене значення повертається.
Потрібно звернути увагу, що обчислюється тільки одне з виразів: вираз 1
або вираз 2
. Це відповідає принципу ледачих обчислень, і зроблено не стільки для оптимізації, скільки для розширення можливостей: так, вираз x < 0 ? 0 : sqrt(x)
абсолютно коректний, незважаючи на те, що корінь з від'ємних чисел не береться.
Використання і реалізація
Тернарна умовна операція використовується у виразах для отримання одного з двох варіантів залежно від умови.
alarm_time = today in [SUNDAY, MONDAY] ? 12.00 : 8.00
У цьому прикладі умовного електронного будильника виставляється час, коли він повинен дзвонити, залежно від дня тижня. Потрібно зауважити, що приклад знову приведений для деякої абстрактної алгоритмічної мови програмування.
У наступному прикладі обчислюється значення найпростішого дельта-символу.
y = x == 0 ? 1 : 0
У наступному прикладі дана операція використана в ситуації, не пов'язаній з присвоюванням:
sprintf(
Title,
"%s %s",
tv_system == TV_PAL ?
"PAL" :
"SECAM",
tv_input ?
Tv_Name[ tv_input - 1 ]:
"TEST"
);
В даному випадку еквівалентна конструкція з використанням if-then-else вимагала б запису виклику функції sprintf чотири рази. Або, у якості альтернативи, треба було б написати аналогічний за призначенням (але формально не еквівалентний) код з використанням двох додаткових змінних або декількох послідовних викликів sprintf.
С
В Сі тернарна операція має наступний синтаксис:[2]
o1 ? o2 : o3
Як відомо, в Сі немає логічного типу даних (у C99 з'явився логічний тип _Bool). Тому операнд o1
повинен бути числом (цілим або речовим) або вказівником. Спочатку обчислюється саме його значення. Воно порівнюється з нулем і, якщо воно не дорівнює нулю, обчислюється і повертається o2
, в разі рівності — o3
. Операнди o2
і o3
можуть бути різних, взагалі кажучи, незбіжних типів, включаючи void.
У наступному прикладі обчислюється мінімальне з чисел a і b:
min = (a < b) ? a : b;
C++
В C++ тернарна умовна операція має той же синтаксис, що і в Сі.[3] Однак за рахунок наявності різниці між ініціалізацією і присвоюванням, бувають ситуації, коли операцію ?:
не можна замінити конструкцією if-then-else
, як, наприклад, в наступному випадку:
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;
int main(int argc, char** argv)
{
string name;
ofstream fout;
if (argc > 1 && argv[1])
{
name = argv[1];
fout.open(name.c_str(), ios::out | ios::app);
}
ostream& sout = name.empty() ? cout : fout;
return 0;
}
Тут змінна sout
ініціалізується в момент оголошення результатом роботи тернарной операції. Подібного ефекту не вдалося б досягти простим присвоюванням в тому чи іншому випадку.
Крім того, тернарна умовна операція може бути застосована в лівій частині оператора присвоєння:
0. #include <iostream>
1. int main ()
2. {
3. int a=0, b=0;
4.
5. const bool cond = ...;
6. (cond ? a : b) = 1;
7. std::cout << "a=" << a << ','
8. << "b=" << b << '\n';
9. }
У цьому прикладі, якщо логічна змінна cond у рядку 5 буде містити значення true, то значення 1 буде присвоєно змінній a, інакше, воно буде присвоєно змінній b.
Python
a = 42
b = 41
result = a if a > b else b
assert result == 42
Також можна реалізувати через список:
[<вираз 1>, <вираз 2>][<умова>]
Повернеться результат виразу 1, якщо умова хибна; і виразу 2, якщо умова істинна. Якщо умова не буде булевими виразом, можливий вихід за межі списку із виключенням.
PHP
$a = 1==0 ? "first value" :
(2==0 ? "second value" :
(3==3 ? "result value" : "default value"));
Тернарний оператор в PHP еквівалентний більш довгій конструкції if — else. Наступні два приклади еквівалентні:
//Перший приклад
$result = isset($a) ? $a : 'DefaultValue';
//Дргуий приклад
if (isset($a)) {
$result = $a;
} else {
$result = 'DefaultValue';
}
Такі конструкції часто застосовуються, щоб у будь-якому випадку ініціалізувати змінну для наступних обчислень (інакше PHP видасть помилку рівня E_NOTICE).
Починаючи з версії 5.3 з'явилася можливість не вказувати другий параметр операції. Наприклад, два наступних записи еквівалентні:
$Variable = $_GET['Parameter'] ? $_GET['Parameter'] : 'DefaultValue';
$Variable = $_GET['Parameter'] ?: 'DefaultValue';
JavaScript
var a = 1==0 ? "first value" :
2==0 ? "second value" :
3==3 ? "result value" : "default value"
Ruby
Загальний синтаксис аналогічний C-подібним мовам.
print true ? "true" : "false" # Виведе true в стандартний вивід
C#
На тернарну операцію накладаються додаткові обмеження, пов'язані з типобезпекою. Вирази 1 і 2 повинні бути одного типу. Це призводить до наступного:
int a = 1;
double b = 0.0;
int nMax = (a>b) ? a : b;
Такий вихідний код не буде компілюватися незважаючи на те, що в кінцевому підсумку значення nMax буде дорівнює а. Оскільки a і b повинні бути одного і того ж типу, a підвищиться до double, щоб відповідати b. Тип результуючого значення тернарної операції виявляється double, і цей тип повинен бути знижений до int при присвоєнні:[4]
int a = 1;
double b = 0.0;
int nMax;
// Можна вчинити так:
nMax = (int) ((a>b) ? a : b) ;
// ...або так
nMax = (a>b) ? a : (int)b;
Visual Basic
У класичній версії мови існує тернарний оператор у вигляді функції IIf(Expr, TruePart, FalsePart)
. Дана функція має певну особливість, яка полягає в тому, що при оцінці виразу Expr
, також будуть обчислюватися TruePart
і FalsePart
, незалежно від результату виразу: істинно воно або помилково. Це може призвести до несподіваних результатів, а іноді і до уповільнення виконання коду, якщо в якості значень буде виклик функцій з тривалими операціями.
Dim iCount As Long
Public Sub Main()
iCount = 1
MsgBox IIf(1 = 1, FuncYes, FuncNo)
'Змінна iCount буде містити "3", оскільки обидві функції будуть виконані
MsgBox iCount
End Sub
Public Function FuncYes() As String
iCount = iCount + 1
FuncYes = "Так"
End Function
Public Function FuncNo() As String
iCount = iCount + 1
FuncNo = "Ні"
End Function
Для заміни функції IIf
можна переписати вираз в один рядок, але це не буде аналогом функції, а буде лише коротка форма запису оператора розгалуження
If Expr Then TruePart Else FalsePart
З появою VB.NET, у синтаксис мови був включений звичний тернарний оператор і записується як If(Expr, TruePart, FalsePart)
. Даний оператор використовує скорочені обчислення, на відміну від функції IIf
, яка також для сумісності з попередніми версіями доступна розробнику.[5]
Turbo Basic
Синтаксис[6]:
IF logic_expression [<> 0] [,] THEN statement(s) [ELSE statement(s)]
Будь-який результат logic_expression
не рівний 0 вважається %FALSE, але не %TRUE, рівній тільки -1.
logic_expression
може бути числовим (numeric), так і символьним (string).
У разі символьного виразу обчислення проводяться з ASCII-кодами символів.
%TRUE = -1
%FALSE = 0
A$ = "M"
B$ = "N"
C! = 43
D# = 44
IF A$>B$ <> %FALSE, THEN RESULT# = C! ELSE RESULT# = D#
PRINT RESULT#
За допомогою функції FN IfThenElse(X1,X2,X3), замість інфіксного виду тернарного оператора If Then X1 X2 Else X3 можна користуватися префіксним видом тернарного оператора IfThenElse:
A$ = "M"
B$ = "N"
C! = 43
D# = 44
COND = A$<B$ 'COND = любое logic_expression
PRINT "FN IfThenElse(X1,X2,X3) =";FN IfThenElse(COND,C!,D#)
END
DEF FN IfThenElse(X1,X2,X3)
IF X1 <> 0 THEN FN IfThenElse = X2 ELSE FN IfThenElse = X3
END DEF
Примітки
- BCPL Ternary operator (page 15). BCPL Reference Manual. Архів оригіналу за 31 березня 2012. Процитовано 28 вересня 2017.
- Ю. Ю. Громов, С. И. Татаренко. {{{Заголовок}}}.
- Б. Страуструп. {{{Заголовок}}}.
- Оператор ?: (C#) // https://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/ty67wk28.aspx
- Оператор If (Visual Basic) // https://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/bb513985.aspx
- Borland Turbo BASIC Owners Handbook 1987