Операция (программирование)

Опера́ция — конструкция в языках программирования, аналогичная по записи математическим операциям, то есть специальный способ записи некоторых действий.

Наиболее часто применяются арифметические, логические и строковые операции. В отличие от функций, операции часто являются базовыми элементами языка и обозначаются различными символами пунктуации, а не алфавитно-цифровыми; они имеют специальный инфиксный синтаксис и нестандартные правила передачи аргументов. Терминология, однако, несколько отличается от языка к языку.

Операция и инструкция

Английское слово operator, соответствующее термину «операция», иногда ошибочно переводят как «оператор». На самом деле (по историческим причинам) русский термин «оператор» обозначает то же, что и «инструкция», которой соответствует английское statement^[1]. Путаница усугубилась тем, что в C присваивание и инкремент/декремент являются и операторами, и операциями.

Операция и функция

Фактически, операция — это та же функция, но записываемая особым образом. По этой причине логично иметь возможность определять операции для произвольных типов таким же образом, как и методы — чтобы можно было работать с ними точно так же, как и с элементарными типами. Эта возможность называется «перегрузка операций» и присутствует в большинстве языков 4—5 поколений. В таких языках транслятор фактически подставляет вместо выполнения операции вызов соответствующей ей функции.

Типы операций

Операции делятся по количеству принимаемых аргументов на:

унарные — один аргумент (отрицание, унарный минус);
бинарные — два аргумента (сложение, вычитание, умножение и т. д.);
тернарные — три аргумента («условие ? выражение1 : выражение2»).

Синтаксис операций

Поскольку операции аналогичны по записи алгебраическим выражениям, для них, как и для последних, существует 3 варианта синтаксиса:

префиксная (польская) (+ab) нотация;
инфиксная (a+b) нотация;
постфиксная (обратная польская) (ab+) нотация.

Для бинарных и тернарных (с 3 операндами) операций в подавляющем большинстве случаев используют инфиксную нотацию — по той простой причине, что она принята в математике и наиболее привычна большинству людей. Для унарных операций инфиксной нотации не существует, и, как правило, используется префиксная.

Список типовых операций

Операции обычно переходят из языков в родственные — например, операции языка С присутствуют в языках C++, Java, JavaScript и многих других.

Знак	Выполняемая операция	Языки программирования
`a = b` или `a := b`	присваивание	практически все
Арифметические
`a + b`	сложение аргументов	практически все
`a - b`	вычитание	практически все
`-a`	изменение знака	практически все
`a / b`, `a div b`	деление	практически все
`a % b`, `a mod b`	остаток от деления (деление по модулю)	практически все
`a++ a--`	увеличение на 1 с присваиванием (инкремент) уменьшение на 1 с присваиванием (декремент)	С, Java, PHP
`a ^ b` или `a ^^ b` или `a ** b`	возведение в степень	BASIC, Fortran, Ruby, Python, Haskell (все 3)
Логические
`a & b`, или `a && b`, или `a and b`	конъюнкция (логическое умножение)	практически все
`a \| b`, или `a \|\| b`, или `a or b`	дизъюнкция (логическое сложение)
`~a`, или `!a`, или `not a`	инверсия (логическое отрицание)
`a = b` или `a == b` `a <> b` или `a /= b` или `a != b`	проверка на равенство проверка на неравенство
`a > b`, `a >= b` `a < b`, `a <= b`	больше, больше или равно меньше, меньше или равно
`a ? b : c`	тернарная условная операция (если условие `a` истинно, всё выражение равно `b`, иначе `c`)	С, C++, Java, PHP
Строковые
`a + b` или `a & b` или `a.b` (PHP) или `a..b` (Lua) или `a ++ b` (Haskell)	конкатенация (слияние)	практически все
Битовые
a & b, a and b (Pascal, Kotlin), a /\ b (Prolog), a .&. b (Haskell)	Побитовая конъюнкция	C/C++, Java, C#, Ruby, Python, Pascal, Kotlin, Prolog, Haskell
a \| b, a or b (Pascal, Kotlin), a \/ b (Prolog), a .\|. (Haskell)	Побитовая дизъюнкция
~a, not a (Pascal), inv a (Kotlin), \a (Prolog)	Побитовое отрицание	C/C++, Java, C#, Ruby, Python, Pascal, Kotlin, Prolog
a ^ b, xor (Pascal, Kotlin)	Исключающее ИЛИ	C/C++, Java, C#, Ruby, Python, Pascal, Kotlin
a << b, a shl b (Pascal, Kotlin) a >> b, a shr b (Pascal, Kotlin)	Побитовый сдвиг влево Побитовый сдвиг вправо	C/C++, Java, C#, Ruby, Python, Pascal, Kotlin