C++の単項演算子とは？種類と使い方を徹底解説

単項演算子とは

単項演算子とは、たった1つのオペランドに対して作用し、新しい値を生成する演算子のことです。C++にはさまざまな単項演算子が用意されており、それぞれ異なる役割を持っています。本記事では、代表的な単項演算子の種類とその動作について詳しく解説します。

C++の主な単項演算子一覧

• 間接参照演算子（*） - ポインタ変数に対して作用し、ポインタが指すアドレス上の値と等価なl値を返します。この操作は「デリファレンス（参照外し）」とも呼ばれます。
• アドレス演算子（&） - オペランドのアドレスを取得します。オペランドには、関数指定子、またはビットフィールドではなくregister記憶クラス指定子付きでも宣言されていないオブジェクトを指すl値を指定できます。
• 単項プラス演算子（+） - オペランドの値をそのまま返す演算子です。オペランドは算術型である必要があります。
• 単項マイナス演算子（-） - オペランドの値の符号を反転させます。オペランドには任意の算術型を指定できますが、結果はl値にはなりません。
• 論理否定演算子（!） - オペランドの意味（真偽）を反転させます。オペランドは算術型またはポインタ型（あるいはそれらに評価される式）である必要があり、暗黙的にbool型へ変換されます。
• 1の補数演算子（~） - 「ビットごとの補数」や「ビット単位のNOT」とも呼ばれ、オペランドのビットごとの1の補数を生成します。オペランドは整数型である必要があります。
• 前置インクリメント演算子（++） - オペランドに1を加算し、その増加後の値が式の結果となります。オペランドはconst型ではないl値である必要があり、結果はオペランドと同じ型のl値になります。
• 前置デクリメント演算子（--） - オペランドから1を減算し、その減少後の値が式の結果となります。こちらもオペランドはconst型ではないl値である必要があります。
• キャスト演算子（()） - 特定の状況において、オブジェクトの型を明示的に変換する手段を提供します。キャストが行われると、コンパイラはキャスト式を指定された型として扱います。
• sizeof演算子 - コンパイル時に評価される単項演算子で、オペランドのサイズ（バイト数）を計算するために使用できます。
• new演算子 - メモリを動的に割り当てるためのメモリ確保演算子です。
• delete演算子 - 動的に割り当てられたメモリを解放するための演算子です。

これらの単項演算子は、いずれも右から左への結合規則（右結合性）を持ちます。また、単項式は一般的に、後置式や基本式の前に配置される構文をとります。

使用例

ここでは、単項マイナス演算子（-）とキャスト演算子（()）を使った具体的な例を見てみましょう。

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
   int x;
   float y = 1.23;

   x = (int) y;
   x = -x;

   cout << x;
   return 0;
}

実行結果

このプログラムを実行すると、以下の出力が得られます。

-1

このコードでは、まずfloat型の変数y（値は1.23）を(int)でキャストしてint型に変換し、小数点以下が切り捨てられた1がxに代入されます。その後、単項マイナス演算子によって符号が反転されるため、最終的な出力結果は-1となります。