3014C语言_运算符

第四章 运算符

• 4.1 分类
  • C语言的运算符范围很广，可分为以下几类：
    • 1、算术运算符:用于各类数值运算。包括加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、求余(%)、自增(++)、自减(--)共七种。
    • 2、赋值运算符:用于赋值运算，分为简单赋值(=)、复合算术赋值(+=,-=,*=,/=,%=)和复合位运算赋值(&=,|=,^=,>>=,<<=)三类共十一种。
    • 3、逗号运算符:用于把若干表达式组合成一个表达式(，)。
    • 4、关系运算符:用于比较运算。包括大于(>)、小于(<)、等于(==)、 大于等于(>=)、小于等于(<=)和不等于(!=)六种。
    • 5、逻辑运算符:用于逻辑运算。包括与(&&)、或(||)、非(!)三种。
    • 6、条件运算符:这是一个三目运算符，用于条件求值(?:)。
      • 真前假后
    • 7、位操作运算符:参与运算的量，按二进制位进行运算。包括位与(&)、位或(|)、位非(~)、位异或(^)、左移(<<)、右移(>>)六种。
    • 8、指针运算符:用于取内容(*)和取地址(&)二种运算。
    • 9.、求字节数运算符:用于计算数据类型所占的字节数(sizeof)。
    • 10、特殊运算符:有括号()，下标[]，成员(→，.)等几种。
  • 另外，按参与运算的对象个数，C语言运算符可分为：单目运算符 (如 ！)、双目运算符 (如+，- )和三目运算符 (如 ? ： )。
  • 级别由大到小:(逻辑)非 >算(术运算符) >关(系运算符) >(逻辑)与 >(逻辑)或 >条(件运算符) >赋(值运算符)
• 4.2算术运算符和算术表达式
  • 4.2.1 基本的算术运算符与表达式
    • 算术运算符
      • （1）+(加法运算符或正值运算符，如2+5)。
      • （2）-(减法运算符或负值运算符，如4-2)。
      • （3）*(乘法运算符，如3*8)。
      • （4）/(除法运算符，如11/5)。
        • /的运算分为两种情况：
          • a、“除”的左右两边都为整数时，所得结果必然是整数（注意：仅取整数部分，不是四舍五入）
            • 比如：5/2的值为2，不是2.5,1/2的值为0。
          • b、“除”的左右两边至少有一个是实型数据（即小数）时，所得结果为实型数据。
            • 比如：5/2.0的值为2.5,7.0/2.0的值为3.5.
      • （5）%(模运算符或称求余运算符，%两侧均应为整型数据，如9%7的值为2)。
        • 需要说明的是：当运算对象为负数时，所得结果随编译器不同而不同，在vc中，结果的符号与被除数相同，比如：13%-2值为1，而-15%2值为-1.
        • %符号两边要求是整数。不是整数就错了
    • 表达式：
      • 是表达式就一定有数值。算术表达式是用算术运算符和括号将运算量(也称操作数)连接起来的、符合C语言语法规则的表达式。运算对象包括函数、常量和变量等。
      • 赋值表达式：
        • 表达式数值是最左边的数值，a=b=5;该表达式为5，常量不可以赋值。
      • 自加、自减表达式：
        • 假设a=5，++a（是为6）， a++（为5）；运行的机理：++a 是先把变量的数值加上1，然后把得到的数值放到变量a中，然后再用这个++a表达式的数值为6，而a++是先用该表达式的数值为5，然后再把a的数值加上1为6，再放到变量a中。 进行了++a和a++后 在下面的程序中再用到a的话都是变量a中的6了。
        • 考试口诀：++在前先加后用，++在后先用后加。
      • 逗号表达式：
        • 优先级别最低 ；表达式的数值逗号最右边的那个表达式的数值。（2，3，4）的表达式的数值就是4。
    • 算术表达式和运算符的优先级与结合性
      • 在计算机语言中，算术表达式的求值规律与数学中的四则运算的规律类似，其运算规则和要求如下。
        • (1)在算术表达式中，可使用多层圆括号，但括号必须配对。运算时从内层圆括号开始，由内向外依次计算各表达式的值。
        • (2)在算术表达式中，对于不同优先级的运算符，可按运算符的优先级由高到低进行运算，若表达式中运算符的优先级相同，则按运算符的结合方向进行运算。
        • (3)如果一个运算符两侧的操作数类型不同，则先利用自动转换或强制类型转换，使两者具有相同类型，然后进行运算。
    • 自增自减运算符
      • 作用：使变量的值增1或减1。
        • 如：
          • ++i，--i (在使用i之前，先使i的值加1、减1)。
          • i++，i-- (在使用i之后，使i的值加1、减1)。
      • (1)只有变量才能用自增运算符 (++)和自减运算符(--)，而常量或表达式不能用，如10++或(x+y)++都是不合法的。
      • (2)++和--的结合方向是“自右向左“，如 -i++ ，i的左边是负号运算符，右边是自增运算符，负号运算和自增运算都是 “自右向左“结合的，相当于-(i++)。
      • （3）在循环语句中常用到自增（减）运算符，在指针中也常用到该运算符，区别“i++”和“++i”及“i--”和“--i”,表达式的值和变量的值。
        • 例：变量n的初始值为2，则
          • 表达式类型    i++  ++i  i--   --i
          • n值为2时各表达式的值     2     3     2     1
          • 经过各表达式运算后变量n的值变化为    3     3     1     1
      • （4）l 当++或—与printf语句结合时，若++/--x的形式，则先自增/自减，然后输出；若x++/--的形式，则先输出x原值，在进行自增/自减操作。
        • 有以下程序
          • #include
          • main()
          • {     int x=011;
          • printf("%d\n",++x);  //10
          • }
          • 【解析】011是一个八进制的数，转为十进制则为1*8+1=9；++x是x先自增1再参与其他运算，所以先x自增1为10再输出即为10，故选C。
• 4.3 赋值运算符与赋值表达式
  • 4.3.1赋值运算符与赋值表达式
    • 赋值符号
      • =
    • 作用
      • 将一个数据赋给一个变量或将一个变量的值赋给另一个变量，由赋值运算符组成的表达式称为赋值表达式。
    • 一般形式为：
      • 变量名 = 表达式
    • 注意
      • 赋值运算符左边必须是变量，而不是表达式。
      • 在程序中可以多次给一个变量赋值，每赋一次值，与它相应的存储单元中的数据就被更新一次，内存中当前的数据就是最后一次所赋值的那个数据。
        • 例：a=12;  此表达式读作“将10的值赋值给变量a”。
      • 如果赋值号两边的运算对象类型不一致，系统会自动进行类型转换，转换的规则：将赋值号右边表达式的值的类型转换成赋值号左边变量的类型，
        • 例：int  y=3.5； 在变量y中最终存储的是整数3。
      • 可以将赋值表达式的值再赋值给变量，形成连续赋值。
        • 例如：x=y=25是一个连续赋值表达式，x=y=25 等价于x=（y=25），所以表达式x=y=25 最终的值为25 。
  • 4.3.2复合的赋值运算符
    • 在赋值运算符之前加上其他运算符可以构成复合赋值运算符。其中与算术运算有关的复合运算符是：+=，-=，*=，/=，%= 。
    • 两个符号之间不可以有空格，复合赋值运算符的优先级与赋值运算符的相同。表达式n+=1等价于n=n+1，作用是取变量n中的值增1再赋给变量n,其他复合的赋值运算符的运算规则依次类推。
    • 如求表达a+=a-=a*a的值,其中a的初值为12 。
      • 步骤：
      • （1）先进行“a-=a*a“运算，相当于a=a-a*a=12-144=-132 。
      • （2）再进行“a+=-132“运算，相当于 a=a+(-132)=-132-132=－264 。
• 4.4 逗号运算符和逗号表达式
  • 概念
    • 在c语言中，逗号除了作为分隔符，还可以用作一种运算符----逗号运算符，用逗号运算符将几个表达式连接起来，例如a=b+c,a=b*c等称为逗号表达式。
  • 一般形式为：
    • 表达式1 ，表达式2 ，表达式3 ， …，表达式n
      • 例：x=2,y=3,z=4
  • 注意
    • 逗号表达式具有从左至右的结合性，即先求解表达式1，然后依次求解表达式2，直到表达式n的值。表达式n的值就是整个逗号表达式的值。上述的逗号表达式的值就是表达式z=4的值4.需要注意的是，逗号运算符是所有运算符中级别最低的。
      • 例：有如下程序段：
        • main()
        • {
        • inta=2,b=4,c=6,x,y;
        • y=(x=a+b),(b+c);
        • printf("y=%d,x=%d",y,x);
        • }
        • 程序显示结果为：y=6,x=6
• 4.5关系运算符和关系表达式
  • 4.5.1 C语言中的逻辑值
    • C语言中的逻辑值只有两个：真（true)和假（flase)。用非零代表真，用零代表假。因此，对于任意一个表达式，如果它的值为零，就代表一个假值，如果它的值为非零，就代表一个真值。只要值不是零，不管是正数，负数，整数，实数，都代表一个真值。例如-5的逻辑值为真。
  • 4.5.2 关系运算符
    • 由两个字符组成的运算符之间不可以加空格，关系运算符都是双目运算符。
      • (1)结合性：自左向右。
      • (2)优先次序：前4种关系运算符( <，<=，>=，> )的优先级别相同，后两种 (==，!=)优先级相同，且前4种优先级高于后两种；关系运算符的优先级低于算术运算符，高于赋值运算符。
  • 4.5.3关系表达式
    • 由关系运算符连接而成的表达式称为关系表达式。
      • 例如：a>b,（a=7)>(b=10)等都是合法的关系表达式。
    • 关系表达式的结果有两个：0和1,。其中0表示假，1表示真。如果关系表达式成立，则值为真，如果关系表达式不成立，则值为假。
      • 例：变量a的值为5，b的值为6，那么关系表达式a>b的值为假，即为0.而关系表达式
      • （a=13)>(b=10)的值为真，即为1。
    • 当关系运算符两边值的类型不一致时，若一边是整型，一边是实型，系统将自动把整型数转化为实型数，然后再进行比较。
• 4.6 逻辑运算符和逻辑表达式
  • 4.6.1逻辑运算符及其优先级
    • Ｃ语言提供了3种逻辑运算符
    • 优先级    由高到低
      • 逻辑运算符    ！（逻辑非） 高于  &&（逻辑与）高于 ││（逻辑或）
    • 说明：
      • “&&”和“||”是双目运算符，要求要有两个操作数，而“！”是单目运算符，只要求有一个操作数即可。
      • 以上逻辑运算符的优先级是：“!”(逻辑非)级别最高，其次是“&&”(逻辑与)，“||”(逻辑或)级别最低，逻辑运算符中的“&&”和“||”低于关系运算符，“!”高于算术运算符。
      • 即：“！”（逻辑非）>算术运算符>关系运算符>“&&”>“||”>赋值运算符>逗号运算符。
  • 4.6.2逻辑表达式
    • “&&”和“||”的运算对象有两个，故它们都是双目运算符，而！的运算对象只有一个，因此它是单目运算符。
    • 逻辑运算举例如下：
      • （1）a&&b: 当&&两边都为“真”时，表达式a&&b的值才是真。
        • 值得注意的是：在数学中，关系式0<x<10是可以使用的，表示x的值应在大于0且小于10的范围内，但在Ｃ语言中却不能用0<x<10这样一个关系表达式来表示上述的逻辑关系，即关系运算符不能连用，但可以借助逻辑运算符来辅助运算，正确的表示方法是 0<x && x<10。
      • （2）a||b: 当||两边有一个为“真”时，表达式a||b的值就是真。
      • （3）!a:   表示取反，如果a为真，则!A为假，反之亦然。例如！-5的值就为0.
  • 4.6.3短路
    • 在Ｃ语言中，由&&或||组成的逻辑表达式，在某些特定情况下会产生“短路“现象。
      • （1）x && y && z ，只有当x为真(非0)时，才需要判别y的值；只有x和y都为真时，才需要去判别z的值；只要x为假就不必判别y和z，整个表达式的值为0。口诀：“一假必假”。
        • 例：（！5==1）&&（++i==0）  （！5==1）表达式的值为0，所以计算机运行中就跳过（++i==0）此表达式，（！5==1）&&（++i==0）表达式的值为0.
      • （2）x||y||z ,只要x的值为真(非零)，就不必判别y和z的值　，整个表达式的值为1，只有x的值为假，才需要判别y的值，只有x和y的值同时为假才需要判别z的值，口诀：“一真必真”。
• 4.7 位运算
  • 4.7.1位运算符与位运算
    • 在计算机中，数据都是以二进制数形式存放的，位运算就是指对存储单元中二进制位的运算。C语言提供6种位运算符。
      • 操作符    含义        规则
      • &     按位与    若两个相应的二进制位都为1，则该位的结果为1，否则为0
      • |       按位或    两个相应的二进制位中只要有一个为1，则该位的结果为1，否则为0
      • ^      按位异或        若两个二进制位同号，则结果为0，异号为1
        • 异或的位运算
          • 0 异或 1得到1、
          • 0 异或 0得到0、
          • 1 异或 1得到0，
          • 相同为0，不同为1
            • 例 3 ∧
              • 设二进制数a是00101101 ，若通过异或运算a∧b使a的高4位取反，低4位不变，则二进制数b是11110000。
                • 解析:异或运算常用来使特定位翻转，只要使需翻转的位与1进行异或操作就可以了，因为原数中值为1的位与1进行异或运算得0 ，原数中值为0的位与1进行异或运算结果得1。而与0进行异或的位将保持原值。异或运算还可用来交换两个值，不用临时变量。
                  • 如 inta=3 , b=4；，想将a与b的值互换，可用如下语句实现：
                    • a=a∧b;
                    • b=b∧a;
                    • a=a∧b;
      • ~      按位求反        按位取反，即0变1,1变0
      • << 左移        将一个数的二进制全部左移若干位
        • 例1<<
          • 左移运算符“<<”是双目运算符。其功能把“<< ”左边的运算数的各二进位全部左移若干位，由“<<”右边的数指定移动的位数，高位丢弃，低位补0。
            • 例如：
              • a<<4
              • 指把a的各二进位向左移动4位。如a=00000011(十进制3)，左移4位后为00110000(十进制48)。
      • >> 右移        将一个数的二进制位全部右移若干位
        • 例 2>>
          • 右移运算符“>>”是双目运算符。其功能是把“>>”左边的运算数的各二进位全部右移若干位，“>>”右边的数指定移动的位数。
            • 例如：
              • 设  a=15，
              • a>>2
              • 表示把000001111右移为00000011(十进制3)。
        • 应该说明的是，对于有符号数，在右移时，符号位将随同移动。当为正数时，最高位补0，而为负数时，符号位为1，最高位是补0或是补1 取决于编译系统的规定。
    • 说明：
      • （1）位运算中除“~“以外，均为双目运算符，要求两侧各有一个运算量。
      • （2）运算量只能是整型或字符型数据，不能为实型数据。
      • （3）在没有舍去数据的时候，<<左移一位表示乘以2；>>右移一位表示除以2。
      • （4）特别要注意：c语言中是用非0表示逻辑真的，用0表示逻辑假的
      • （5）位运算符&  |~<<  >> ∧ 按优先级从高到低排列的顺序是：
        • 位运算符中求反运算“~“优先级最高，
        • 而左移和右移相同，居于第二，
        • 接下来的顺序是按位与 “&“、按位异或 “∧“和按位或 “|“。
        • 顺序为~  << >>  &  ∧  |  。