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2.3 运算符与表达式

 

C语言有很丰富的运算符，总结如下：

１．算术运算符： + （加）， –（减）， *（乘）， /（除），  %（求余）

２．关系运算符： >（大于）， <（小于）， <=（小于等于），

>=（大于等于）， ==（等于）， !=（不等）

３．逻辑运算符： !（逻辑非），　 &&（逻辑与），  (逻辑或)

４．位运算符：   ～（按位取反）， &（位与），  　 |（位或），

∧ (异或)，  　 <<（左移），  　>>（右移）

５．条件运算符： ?  :

６．指向结构体成员运算符：　　　　 ->

７．结构体成员运算符(分量运算符)： .

８．自增１，自减１运算符：　　　　++  ， --

９．类型转换运算符：      　　　　（类型）

10．指针，取地址运算符：  *（指针运算符）， &（取地址运算符）

11．下标运算符：          [ ]

12．赋值运算符：          =， *=，+=，-=，/=，%=，>>=，<<=，&=，∧=，|=

13．逗号运算符：          ,

14．长度运算符：          sizeof( )

15．负号运算符：          -

16．括号运算符：          (　)

本章只介绍算术运算符、增1与减1运算符、关系、逻辑及条件运算符、位运算符、赋值运算符、类型转换运算符、逗号运算符和长度运算符。

 

2.3.1算术运算

　　１．算术运算符

C语言的算术运算符有以下５种：

+  （ 双目运算两数相加，如5+6，单目运算取正值，如 +15 ）

-  （ 双目运算两数相减，如5-6，单目运算取负值，如 -19 ）

*  （ 双目运算符，两数相乘， 如 5*6 ）

/  （ 双目运算符，两数相除， 如 15/6 ）

%   ( 双目运算符，取模或求余数，两个数必须都是整数，如 15%6 值为3)

所谓单目运算符是指对一个运算对象进行操作。例如: -19。双目运算符是对两个运算对象进行操作，这两个运算对象分别放在操作符的左边和右边。如：5+6。

２．算术运算符的优先级和结合方向

计算机语言中的运算符与数学中的运算符类似，都有优先级和结合方向。C语言的算术运算符的优先级如下（同一行上的运算符，优先级相同）：

(  )     　圆括号　　　　　　 　　　　　高

+、- 　　 单目运算符，取正、取负

*、/、%   双目运算符，乘、除、取模

+、-      双目运算符，加、减 　 　　　　低

上面所有双目算术运算符的结合方向都是“从左到右”，而单目运算符取正“+”和取负“-”的结合方向是“从右到左”。

    ３．算术运算表达式

C语言的算术表达式是由算术运算符把运算对象连接起来，构成合法的式子。运算对象包括常量、变量和函数。算术表达式的值为整数或实数。如　3*x+1.0/y-10*sqrt(x) 。

在对算术表达式进行运算时，应注意以下几点：

(1) 算术表达式中可以使用多层圆括号，左、右括号必须配对。运算时先计算出内层括号表达式的值，由内向外计算表达式的值。

(2) 取模运算符％两侧的运算对象必须是整数，运算结果是两数相除后所得的余数。在多数机器上，取模后值的符号与运算符左侧运算对象的符号相同。例如：5%3值为2，-5%3 值为-2，5%(-3) 值为 2； 实数不能参与取模运算，如5%1.5是非法的算术表达式。

(3) 整数除：两个整数相除后值等于商的整数部分（小数部分没有四舍五入）， 例如 1/2  为整数除，其值为0。

(4)实数除：两个相除的数中至少有一个是实数，相除后的值等于（商本身）实数，如 1.0/2 (或 1/2.0 或 1.0/2.0) 均为实数除，值都是0.5。

例如表达式(-16/3*2+1)%6的值是 -3，先计算圆括号内的值，单目运算符“-”优先级高于其它双目运算符，先计算整数除–16/3值为 –5, 然后-5*2+1值为 –9, 最后-9%6值为-3。

    ４．各类数值型数据的混合运算

在C语言中允许整型、实型、字符型数据进行混合运算。例如

1.23+'A'+456%'B'

是合法的C表达式。不同类型的数值型数据进行混合运算时，先要把低数据类型向高数据类型转换，成为同一类型后才进行运算。转换的规则如下图2.6：

高      long double

↑

double  ←  float

↑

long

↑

unsigned

↑

低        int  ←  char，short

         　　图2.6  不同类型的数值型数据进行混合运算时类型的转换规则

图中向左的横向箭头表示必须进行的转换，如两个float型的数据相加，也要先把这两个float数据转换成double型数据，然后再进行运算，以提高精度。向上的纵向箭头表示不同类型数据混合运算时，先要进行的数据类型转换。例如表达式123.456+543-'A'　，运算时先把整型数据543转换成double型数据后，与123.456相加值为666.456(double型数据)，然后把字符'A'转换成65.0(double型数据)再进行相减运算，最后结果为601.456(double型数据)。

 

2.3.2增1与减1运算

 

增1运算符“++”使运算对象的值增1， 而减1运算符“--”则使运算对象的值减1。它们都是单目运算符，其运算对象必须是变量，不能是常量和表达式。例如语句i++；相当于语句i=i+1；又如语句i--；相当于语句i=i-1；

增1与减1运算符可以作前缀运算符，这时是先使运算对象值增1或减1之后，再使用运算对象。例如　i=1；j=++i；则变量i的值先增1变成2，然后把i的值赋给变量j，j的值为2。同样的若有语句 i=1；j=--i；执行后i的值为0，j的值为0。

增1与减1运算符也可以作后缀运算符，这时是先使用运算对象，再使运算对象值增1或减1。例如　i=1；j=i++；则先把i的值赋给变量j，j的值为1，然后变量i的值再增1变成2。同样的若有语句 i=1；j=i--；执行后i的值为0，j的值为1。

增1与减1运算符如果仅仅只进行自加、自减运算，没有使用运算对象的值，作前缀运算符与作后缀运算符运算结果一样。如语句 i--；与语句 --i；效果一样，都等同于语句i=i-1；

“++” 和 “--”运算符的结合方向是“从右到左”。例如 i=1； j=-i++；由于取负运算符“-”和增1运算符“++”的优先级相同，结合方向是“从右到左”，即相当于-(i++)，又由于是后缀运算符，则先取出i的值使用，把-i的值赋值给j， 变量j的值为-1，然后使i的值增1变成2。

应尽量避免在一个表达式中多次用“++” 和 “--” 运算符，这样写出的表达式可读性差，不同的编译系统也可能给出不同的运算结果。例如 i=1；j=++i+i++；k=i++*++i；可使用临时变量过渡一下，分解成多条语句来完成类似的功能。例如上面三条语句可以改成如下五条语句:

i=1；

t=++i；   　   /* 执行后，i值为2， t值为2。 */

j=t+i++；            /* 执行后，j值为4， i值为3。 */

t=++i;         /* 执行后，i值为4， t值为4。 */

k=(i++)*t；    /* 执行后，k值为16，i值为5。 */

变量t作为临时变量，把“++”运算符只写在一个表达式中，这样程序可读性好，不同的编译系统给出的运算结果都相同。以上程序段运行后，变量i，j，k的值分别是5，4 ，16。