Когда нужно, чтобы выполнились оба операнда или функции? Например:
if(func1() | func2())
Вопрос в том, на практике встречали ли вы такое применение, и разумно ли оно?
Или проще отдельно вызвать функцию в блоке if
, а не в условии?
Рассмотрим все подвопросы отдельно:
1. В каких случаях можно применять |
или &|
или &
в качестве логических операторов,
Когда нужно, чтобы выполнились оба операнда или функции?
Во-первых, оператора &|
НЕ существует.
Во-вторых, операторы без короткого замыкания |
или &
можно применять, когда нужно, чтобы обязательно выполнились оба операнда или функции_ -- такая возможность предоставляется во всех основных языках программирования (C#, Java/Scala, Kotlin, Ruby, Python).
Данный момент как раз объясняется в стандартной документации, при условии, что функции func1()
и func2()
возвращают булевые значения:
Оператор логического И &
Оператор&
вычисляет логическое И для всех своих операндов. Результат операцииx & y
принимает значениеtrue
, если оба оператораx
иy
имеют значениеtrue
. В противном случае результат будетfalse
.Оператор
&
вычисляет оба операнда, даже если левый операнд имеет значениеfalse
. При этом операция должна вернуть значениеfalse
, независимо от значения правого операнда.
Оператор логического ИЛИ |
Оператор|
вычисляет логическое ИЛИ для всех своих операндов. Результат операцииx | y
принимает значениеtrue
, если хотя бы один из операторовx
илиy
имеет значениеtrue
. В противном случае результат будетfalse
.Оператор
|
вычисляет оба операнда, даже если левый операнд имеет значениеtrue
. При этом операция должна вернуть значениеtrue
, независимо от значения правого операнда.
В-третьих, следует различать обработку булевых констант (очень быструю) и вызовы функций в условиях (потенциально, очень медленные).
В любом случае, если такой нестандартный способ позволил реализовать нужную логику, она должна быть задокументирована / откомментирована и покрыта соответствующими тестами.
2. Вопрос в том, на практике встречали ли вы такое применение, и разумно ли оно?
Нет, такое применение НЕ рекомендуется и встречается не часто.
Как правило, в подавляющем большинстве случаев оно вызвано опечаткой / небрежностью, затем выше вероятность плохого дизайна / небезопасного кода (особенно при вызове функций прямо в условии), и лишь при определённых повышенных требованиях к производительности и использовании константных операндов такое применение может быть оправдано.
В частности, статический анализатор CodeQL содержит особое правило для такого кода Potentially dangerous use of non-short-circuit logic, согласно которого логические операции БЕЗ короткого замыкания считаются ошибкой.
Сама необходимость такого кода достаточно спорный вопрос, так как подразумевается, что функции func1
, func2
имеют некие побочные эффекты и важно, чтобы func2
выполнялась всегда.
Примером побочного эффекта может быть обычное логирование как показано в ответе на подобный вопрос на основном SO: "Short circuit vs non short circuit operators".
Другой надуманный пример, когда необходимо, чтобы выполнились обе функции -- проверка пароля и увеличение счётчика попыток ввода:
while (!password.isValid() & ++attempts < MAX_ATTEMPTS) {
// ввести пароль заново
}
хотя и его можно переписать с оператором &&
, изменив порядок в условии
while (++attempts < MAX_ATTEMPTS && !password.isValid()) {
// ввести пароль заново
}
Поэтому на практике предпочтение отдаётся более разумным операциям с коротким замыканием &&
, ||
, именно потому, что они позволяют избежать ненужных вычислений / вызовов функций и в целом делают код понятнее.
Кроме того, эффекта обязательного выполнения обеих частей условия возможно достичь и при помощи условных операторов с коротким замыканием И &&
ИЛИ ||
, если результаты операций вычисляются заранее и присваиваются отдельным переменным:
bool foo = func1();
bool bar = func2();
if (foo && bar) { // аналог if (func1() & func2())
// ...
} else if (foo || bar) { // аналог if (func1() | func2())
// ...
}
Достаточно редкий случай, когда применение операторов |
, &
может быть оправдано в условных операторах -- нано-оптимизация, так как в случае некоторого числа константных операндов (не функций!), результат может быть вычислен быстрее (за гарантированное время) без короткого замыкания, так как для коротко-замкнутых операторов ||
, &&
создаётся много лишних ветвлений.
Ссылки на основной SO:
3. Или проще отдельно вызвать функцию в блоке if
, а не в условии?
Нет, не проще, -- если вызывать функцию в блоке, то получится код вида if (func1()) { if (func2()) {...}}
, имеющий совершенно другую логику с И: if (func1() && func2())
, а не первоначальным ИЛИ.
Вероятно, проще было бы проверять результаты выполнения обеих функций независимо друг от друга в двух операторах if
, но это также подразумевает рефакторинг первоначальной логики.
Если нужно, чтобы выполнялись оба операнда, пишите это в явном виде и потом проверяйте с использованием логического или:
var res1 = func1();
var res2 = func2();
if(res1 || res2)
...
Вернее даже не так. Лучше разделять методы, которые Что-то делают и которые возвращают какой-то статус. Если вам нужно точно что-то сделать, то и делайте в методе, который производит работу. А состояние проверяйте другим методом:
DoSomething1();
DoSomething2();
if(IsSomeState1() || IsSomeState2())
...
Возможно, это вообще должны быть методы объектов 1 и 2. Тут можно до бесконечности рефакторить. Главное - делайте лучше явно всё, а не так, что читающему код нужно будет задумываться как же оно работает.
На самом деле хороший вопрос, не смотря на то, что у знатоков в программировании вообще и C# в частности он обычно не возникает.
Если мы говорим о логических операциях, то из определения операций И(AND) и ИЛИ(OR) в алгебре логики следует отсутствие необходимости вычисления второго операнда в случае, когда значение первого операнда дает однозначный ответ.
Определение. Логическая функция MIN в двухзначной (двоичной) логике называется конъюнкция (логическое «И», логическое умножение или просто «И»). Правило: результат равен наименьшему операнду.
Определение. Логическая функция MAX в двухзначной (двоичной) логике называется дизъюнкция (логическое «ИЛИ», логическое сложение или просто «ИЛИ»). Правило: результат равен наибольшему операнду.
Минимум и максимум для одного бита в двоичной логике всегда однозначно определены и никаких промежуточных значений быть не может, следовательно необходимость вычисления второго операнда определяется исключительно значением первого.
Как дела обстоят в C#:
Выделен отдельный тип данных System.Boolean
или bool
, что одно и то же, который предназначен для использования в условных операторах или условиях в циклах. Это хорошо, так как не требует особых конвенций для условий как, например, в C/C++ принято считать истиной любое значение отличное от нуля, и позволяет избежать ошибок при проверке чего либо на равенство выполнив вместо этого присваивание, как во все тех же C/C++, где эта ошибка довольно сильно распространена.
Есть логические операторы, которые всегда возвращают значения типа bool
: &&
(И), ||
(ИЛИ), !
(НЕ). Эти операторы, работают согласно требованиям алгебры логики и позволяют не вычислять значение второго операнда, когда в этом нет необходимости. Разумеется для унарной операции !
(НЕ) второй операнд не вычисляется в виду его отсутствия
Есть операторы "двойного назначения": &
(AND),|
(OR),^
(XOR), которые, следуя логике документации, при использовании с типом bool
ведут себя как логические, а с целочисленными типами и производными от них - как битовые. Но это не совсем верно, т.к. по сути тип bool
также является целочисленным типом длиной в один бит с двумя доступными значениями 0 и 1 и к нему также применяются правила битовой арифметики, которые не зависят от количества значащих бит в операндах и требуют значения обоих операндов для вычисления результата. Вся разница при использовании с типом bool
и другими допустимыми типами заключается в финальном преобразовании типа результата.
Что касается использования в C# коде операций &
и |
в условных операторах для принудительного вычисления второго операнда с каким-то побочным эффектом, то их использование может быть обусловлено только экономией строк кода программы с потерей читаемости кода и усложнением дальнейшей отладки и сопровождения. Никакой другой практической ценности подобное не содержит и это сложно назвать "ценностью", скорее наоборот
PS: да я читал и документацию, и спеки, и даже в исходники библиотек .NET лазил своими немытыми лапами. Я не считаю, что было правильным идти по пути слепого копирования синтаксиса C/C++ и смешивать в кучу логические и битовые операции при наличии отдельного логического типа данных, но это цена синтаксической узнаваемости между всеми C-подобными языками, так что имеем что имеем
||
- условный,|
- побитовый. Везде, где вам надо преверять условия, например,if (A || B)
- используете условный оператор. Везде, где вам надо применять побитовый, напримерvar flags = flagA | flagB;
- применяйте побитовые.|
- вот это для булевых значений ведет себя именно как побитовый оператор, независимо от того, что там оно под капотом делает.