C++入门编程----C++运算符（8）

什么是运算符

运算符是让程序执行特定的数学或逻辑操作的符号，用来表示针对数据的特定操作，也称之为操作符。C++运算符分别有算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、赋值运算符、位运算符、移位运算符、sizeof运算符、三目运算符、逗号运算符和域解析运算符。

算术运算符

C++中的算术运算符用于进行数学运算，包括加法、减法、乘法、除法和取模等。以下是C++算术运算符的介绍和使用：

1. 加法运算符(+) ：用于将两个数值相加，或者将一个数值与一个字符串连接起来。例如：

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#include <iostream>

int main() {
    int a = 5;
    int  b = 3;
    int sum = a + b;  // 8
    std::cout << sum;
}

2. 减法运算符(-) ：用于从一个数值中减去另一个数值。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 10;
    int b = 2;
    int d = a - b; // 8
    std::cout << d;

}

3. 乘法运算符(*) ：用于将两个数组相乘。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 5;
    int b = 3;
    int product = a * b; // 15
    std::cout << product;
}

4. 除法运算符(/)：用于将一个数组除以另一个数值。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 10;
    int b = 3;
    int quotient = a / b; // 3
    std::cout << quotient;
}

注意，上述示例，因为计算结果的变量是整型，所以除法运算符会截取整数部分，小数部分会被忽略。如果需要保留小数部分，计算结果的变量可以使用浮点数类型。
5. 取模运算符（%）：用于计算两个整数相除的余数。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 10;
    int b = 3;
    int c = a % b;  // 1
    std::cout<< c;

}

6. 一元加运算符（+）：用于将数值增加1。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 5;
    a++;  // a的值变为6
    std::cout << a << std::endl ;
    /*++a;   //  7

    std::cout << a ;*/
}

7. 一元减运算符（-）：用于将数值减少1。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 5;
    a--;   // 先自减再赋值，a变为4
    std::cout << a << std::endl;
    /*--a;  // 先赋值再自减，a的值变为3
    std::cout << a;*/
}

**关系运算符**
C++的关系运算符用于比较两个值之间的关系，如等于、不等于、大于、小于等。以下是C++关系运算符的介绍和使用：
1. 等于运算符(==)：用于判断两个值是否相等。例如：

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int main()
{
    int a = 5;
    int b = 5;
    if(a == b)
    {
        // 如果a等于b，则执行这里的代码
        std::cout << "相等";
    }
}

2. 不等于运算符(!=) ：用于判断两个值是否不相等。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 5;
    int b = 3;
    if(a != b)
    {
        // 如果a不等于b，则执行这里的代码
        std::cout << "不相等";
    }
}

3. 大于运算符(>) ：用于判断一个值是否大于另一个值。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 5;
    int b = 3;
    if(a > b)
    {
        // 如果a大于b，则执行这里的代码
        std::cout << "a大于b";
    }
}

4. 小于运算符(<) ：用于判断一个值是否小于另一个值。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 3;
    int b = 5;
    if(a < b)
    {
        // 如果a小于b，则执行这里的代码
        std::cout << "a小于b";
    }
}

5. 大于等于运算符（>=） :用于判断一个值是否大于或等于另一个值。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 5;
    int b = 3;
    if(a >= b)
    {
        // 如果a大于或等于b，则执行这里的代码
        std::cout << "a大于或等于b";
    }

}

6. 小于等于运算符(<=)：用于判断一个值是否小于或等于另外一个值。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 3;
    int b = 5;
    if(a < b)
    {
        // 如果a 小于或等于b，则执行这里的代码
        std::cout << "a小于或等于b";
    }
}

**逻辑运算符**
C++的逻辑运算符用于对布尔值进行逻辑运算，包括逻辑与(&&)、逻辑或(||)、逻辑非(!)。下面是逻辑运算符的介绍和使用：
1. 逻辑与运算符(&&) ：用于判断两个布尔值是否都为真。例如：

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#include  <iostream>
int main()
{
    bool a = true;
    bool b = true;
    if(a && b)
    {
        // 如果a和b都为真，则执行这里的代码
        std::cout <<  "a和b都为真";
    }
}

2. 逻辑或运算符(||)：用于判断两个布尔值是否有一个为真。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    bool a = true;
    bool b = false;
    if(a || b)
    {
        // 如果a或b有一个为真，则执行这里的代码
        std::cout << "a或b有一个为真";
    }
}

3. 逻辑非运算符(!) ：用于对一个布尔值进行取反操作。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    bool a = false;
    if (!a)
    {
        // 如果a为真，则执行这里的代码
        std::cout << "将a取反等于真";
    }
}

由于逻辑运算符的优先级低于算术运算符和关系运算符，但高于赋值运算符。因此，在复杂的表达式中，可以使用括号来明确指定运算顺序。
例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 5;
    int b = 3;
    int c = 2;
    // 使用括号明确运算顺序，先计算加法再计算关系运算，最后进行逻辑与运算
    int sum = (a + b) && (b > c);  // 1
    if(sum)
    {
        // 如果sum为真，则执行这里的代码
        std:: cout << sum;
    }
}

**赋值运算符**
1. 赋值运算符(=) ：用于将一个值赋给一个变量。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 5; // 将5赋值给变量a
    std::cout << a;
}

2. 加等赋值运算符(+=) ：用于将一个值加到一个变量上，并将结果赋值给该变量。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 5;
    a += 3; // 将3加到a上，并将结果赋值给a  5 + 3 = 8
    std::cout << a;
}

3. 减等赋值运算符(-=)：用于从一个变量中减小一个值，并将结果赋值给该变量。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 10;
    a  -= 3; // 从a中减去3，并将结果7赋值给a;
    std::cout << a;
}

4. 乘等赋值运算符(*=) ：用于将一个变量的值乘以一个值，并将结果赋值给该变量。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 5;
    a *= 3;     // 将a的值乘以3，并将结果15赋值给a
    std::cout << a;
}

5. 除等赋值运算符(/=)：用于将一个变量的值除以一个值，并将结果赋值给该变量。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 10;
    a /= 3;  // 将a的值除以3，并将结果3赋值给a
    std::cout << a;

}

6. 取模等赋值运算符 (%=) ：用于计算两个值的余数，并将结果赋值给一个变量。例如：

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#include  <iostream>
int main()
{
    int a = 10;
    a %= 3;  // 将a的值除以3的余数1赋值给a
    std::cout << a;
}

**位运算符**
C++的位运算符用于对二进制位进行操作。以下是C++位运算符的介绍和使用：
1. 位与运算符(&)：用于对两个二进制数进行按位与操作。只有当两个相应的二进制位都为1时，结果的相应位才为1。例如：

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#include  <iostream>
int main()
{
    int a = 60;  // 二进制表示为  0010  1100
    int b = 13;  // 二进制表示为  0000  1101
    int c = a & b; // 结果为0000 1100，即十进制中的12
    std::cout << c;

}

2. 位或运算符(|)：用于对两个二进制数进行按位或操作。只要两个相应的二进制位中有一个为1，结果的相应位就为1。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 60;  // 二进制表示为0010  1100
    int b = 13;  // 二进制表示为0000 1101
    int c = a | b; // 结果为0010 1101，即十进制中的61
    std::cout << c;
}

3. 位异或运算符(^) ：用于对两个二进制数进行按位异或操作。当两个相应的二进制位不同时，结果的相应位为1。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 60;  // 二进制表示为0010  1100
    int b = 13;  // 二进制表示为0000 1101
    int c = a ^ b; // 结果为0010 0001，即十进制中的49
    std::cout << c;
}

4. 位非运算符(~)：用于对一个二进制数进行按位非操作。当相应的二进制位为1时，结果的相应位为0；当相应的二进制位为0时，结果的相应位为1。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 60;  // 二进制表示为0010  1100
    int b = ~a;  // 二进制表示为1101  0011，即十进制中的-61
    std::cout << b;
}

tips：由于位运算符对整数进行低级操作，因此它们经常用于优化性能，特别是在处理网络数据、硬件编程和图形处理等场景。
**移位运算符**
C++中的移位运算符用于对二进制进行左移和右移操作。以下是C++移位运算符的介绍和使用：
1. 左移运算符(<<)：用于将一个整数的二进制位向左移动指定的位数。
在左移操作中，左侧的空位将用0来填充。例如：

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#include  <iostream>
int main()
{
    int a = 5;  // 二进制表示为0000 0101
    // 向左移动2位
    int b = a << 2; // 结果为0001  0100,即十进制中的20
    std::cout << b;
}

2. 右移运算符(>>)：用于将一个整数的二进制位向右移动指定的位数。
在右移操作中，左侧的空位将根据该数的符合来填充。对于有符合整数，C++采用算术右移，即将最高位（符号位）复制到左侧的空位中。对于无符合整数，左侧的空位将用0来填充。例如：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 20; // 二进制数表示为0010  0100
    // 向右移动2位
    int b = a >> 2;  // 结果为0000  0101 // 即十进制中的5
    std::cout << b;
}

tips:使用移位运算符时需要注意数据类型的位数，确保在进行移位操作时不会导致数据溢出或丢失。移位运算符常用于性能敏感的代码中，如低级编程、图形处理、加密等场景。
**sizeof运算符**
sizeof是C++中非常有用的运算符，它用于获取数据类型或对象在内存中所占用的字节数。以下是sizeof运算符的介绍和使用：
基本语法：
sizeof(expression);
使用场景：
1. 获取基本数据类型的大小：例如，sizeof(int) 可以返回int类型在内存中占有的字节数。
2. 获取数组的总大小：例如，sizeof(array)可以返回数组的总字节大小。
3. 获取对象的大小：例如，sizeof(object)可以返回对象在内存中占用的字节数。
应用示例：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 5;
    int b[10];
    int *p = &a;
    std::cout << "Size of int:"<< sizeof(int) <<"bytes\n" ; // 通常是4字节，具体取决于平台
    std::cout << "Size of array:"<< sizeof(b) <<"bytes\n" ; // 返回整个数组的大小，通常是40字节。（假设int是4字节）
    std::cout << "Size of pointer:"<< sizeof(p) <<"bytes\n" ; // 返回指针的大小，通常是8字节 (假设64位系统)
    std::cout << "Size of object:"<< sizeof(a) <<"bytes\n" ; //返回对象的大小， 通常是4字节（假设int是4字节）
}

注意事项：
1. sizeof返回的是size_t类型，这是一种无符号整数类型。
2. sizeof不会计算动态分配的内存。例如，如果你使用new动态地分配了一个数组，那么sizeof将不会计算这部分内存。
3. 对于函数参数，sizeof返回的是参数的类型大小，而不是实际存储在内存中的变量大小。例如，如果函数接受一个指针作为参数，那么sizeof将返回指针的大小，而不是它所指向的数据大小。
**三目运算符**
C++的三目运算符是一种简结的if-else语句，用于根据条件选择两个值中的一个。它的语法如下：
condition ? value_if_true : value_if_false;
语法的condition是一个布尔表达式，如果它的值为true，则放回value_if_true的值；如果它的值为false,则返回value_if_false的值。示例代码如下：

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#include <iostream>
int main()
{
    int x =  5;
    std::cout << (x > 0 ?  "x是正数" : "x不是正数")  << std::endl;
}

三目运算符可以用于任何需要选择两个值的情况，不仅仅是if-else语句，还可以使用它来设置变量的值，示例代码如下：

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#include <iostream>
int main()
{
    int a = 10;
    int b = 12;
    int c = (a > b ?  a : b);
    // 输出结果为12
    std::cout<< c;
}

**逗号运算符**
逗号运算符在C++中的特殊的运算符，它允许你在一个语句中执行多个操作，但只返回最后一个操作的结果。逗号运算符的语法如下：
expression1,expression2,...,expressionN;
逗号运算符按照从左到右的顺序依次执行每个表达式，并返回最后一个表达式的值。每个表达式可以是任何合法的C++ 表达式，包括变量赋值、函数调用等，示例代码如下：

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#include  <iostream>
int main()
{
    // for循环中初始化多个变量
    for(int i = 0, j = 0; i < 10; i++,j--)
        {
            // do  something
        }
    // 执行多个操作
    int a = 5;
    int b = 10;
    int c = (a+=2,b--,a + b); // c的值为16
    std::cout << c;
}

**域解析运算符**
C++中的域解析运算符(::) 用于指定类或命名空间的成员。它可以用于访问静态成员、常量成员和非静态成员。
域解析运算符的语法如下：
class_name::member_name;
语法的class_name是类名，member_name是成员名。关于域解析运算符的使用，将会在类或命名空间的内容再作详细讲述。