i++（後置遞增）和++i（前置遞增）是C++中用來增加變數值的運算子，兩者在功能上相似但行為有細微差異。這個問題經常出現在技術面試中，因為它涉及運算子的返回值和執行效率。以下將以淺顯的方式解釋它們的差異、提供C++程式碼範例，並分享面試答題技巧。
i++ 和 ++i 的基礎
- 共同點：
- 兩者都將變數 i 的值增加 1（例如，i 從 5 變成 6）。
- 適用於整數、浮點數或指標。
- 差異：
- 返回值：i++ 返回遞增前的值，++i 返回遞增後的值。
- 執行順序：i++ 先返回舊值再遞增，++i 先遞增再返回新值。
簡單比喻
想像你有一個計數器：
- i++ 像先把當前數字給別人看（返回舊值），然後悄悄加 1。
- ++i 像先加 1，然後把新數字給別人看（返回新值）。
程式碼範例
以下C++程式展示i++ 和 ++i 的行為：#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int i = 5;
// 測試 i++
int post = i++; // post 得到 i 的舊值，然後 i 遞增
cout << "i++: post = " << post << ", i = " << i << endl;
// 輸出: i++: post = 5, i = 6
// 重置 i
i = 5;
// 測試 ++i
int pre = ++i; // i 先遞增，pre 得到 i 的新值
cout << "++i: pre = " << pre << ", i = " << i << endl;
// 輸出: ++i: pre = 6, i = 6
return 0;
}
程式碼解釋
- 後置遞增 (i++)：
- post = i++：先將 i 的值（5）賦給 post，然後 i 增加到 6。
- 結果：post = 5, i = 6。
- 前置遞增 (++i)：
- pre = ++i：先將 i 增加到 6，然後將新值（6）賦給 pre。
- 結果：pre = 6, i = 6。
關鍵差異總結
效率考量
- 後置遞增 (i++)：
- 在C++中，i++ 需創建臨時物件儲存舊值（對於基本型別如 int 通常被編譯器優化）。
- 對於自定義類型（例如，迭代器），可能有額外開銷。
- 前置遞增 (++i)：
- 直接修改並返回新值，無需臨時物件，效率較高。
- 建議：在不需要舊值時，優先使用 ++i。
範例：自定義類型
#include <iostream>
using namespace std;
class Counter {
int value;
public:
Counter(int v) : value(v) {}
// 前置遞增
Counter& operator++() {
value++;
return *this;
}
// 後置遞增
Counter operator++(int) {
Counter temp = *this; // 儲存舊值
value++;
return temp; // 返回舊值
}
int getValue() const { return value; }
};
int main() {
Counter c(5);
cout << (++c).getValue() << endl; // 輸出: 6 (前置)
cout << c++.getValue() << endl; // 輸出: 6 (後置，返回舊值)
cout << c.getValue() << endl; // 輸出: 7 (i 已遞增)
return 0;
}
面試應答策略
- 理解題目：
- 確認上下文（i 是基本型別如 int，還是自定義類型？）。
- 問清楚是否需要討論效率或特定場景（迴圈、賦值）。
- 確認語言（C++與Java的行為略有不同，Java無運算子重載）。
- 講解思路：
- 用比喻（計數器）簡單說明 i++ 返回舊值，++i 返回新值。
- 畫圖展示執行順序（例如，i++：返回 5 -> i 變 6）。
- 提到效率差異：++i 通常更快，特別在自定義類型中。
- 程式碼實現：
- 寫簡單範例（如第一個程式碼），展示 i++ 和 ++i 的返回值。
- 註釋關鍵行為（舊值 vs 新值）。
- 如果問到自定義類型，展示運算子重載（如第二個程式碼）。
- 進階討論：
- 提到編譯器優化：對於 int，i++ 和 ++i 在單獨使用時無差別（例如，for 迴圈）。
- 討論實際應用：
- i++：常用於迴圈（for (int i = 0; i < n; i++)）。
- ++i：用於需要新值的賦值或迭代器。
- 提到C++與其他語言的區別（Python無 ++ 運算子，Java不支援運算子重載）。
- 常見追問：
- 「i++ 和 ++i 在迴圈中有差別嗎？」回答：單獨使用時無差別（編譯器優化），但 ++i 更通用且效率稍高。
- 「為什麼 i++ 可能較慢？」回答：因需儲存舊值副本，特別在自定義類型中（需創建臨時物件）。
- 「如何避免未定義行為？」回答：避免在同一語句中多次修改 i（如 i = i++ + ++i），因順序未定義。
- 模擬面試準備：
- 練習手寫範例，展示 i++ 和 ++i 的返回值。
- 在LeetCode練習涉及運算子的題目（例如，陣列或指標操作）。
- 模擬白板環境，邊寫邊講解，練習清晰表達。
- 熟悉C++運算子重載，準備回答自定義類型問題。
注意陷阱
- 未定義行為：在同一語句中多次使用 i++ 或 ++i（如
printf("%d %d", i++, ++i)）可能導致未定義行為，因編譯器決定執行順序。 - 自定義類型：面試官可能要求實現運算子重載，需展示 i++ 返回臨時物件，++i 返回自身。
結語
i++ 和 ++i 的差異是C++面試的基礎考點，理解它們的返回值和效率差異能展示你的程式設計能力。重點在於用簡單比喻（計數器）講解，並寫出乾淨的程式碼。練習時，熟悉基本型別和自定義類型的行為，並準備回答效率和未定義行為的問題。模擬面試時，練習邊寫邊說，清晰表達邏輯。祝你面試順利！
