第四章 運算子

• 4.1 分類
  • C語言的運算子範圍很廣，可分為以下幾類：
    • 1、算術運算子:用於各類數值運算。包括加(+)、減(-)、乘(*)、除(/)、求餘(%)、自增(++)、自減(--)共七種。
    • 2、賦值運算子:用於賦值運算，分為簡單賦值(=)、複合算術賦值(+=,-=,*=,/=,%=)和複合位運算賦值(&=,|=,^=,>>=,<<=)三類共十一種。
    • 3、逗號運算子:用於把若干表示式組合成一個表示式(，)。
    • 4、關係運算符:用於比較運算。包括大於(>)、小於(<)、等於(==)、 大於等於(>=)、小於等於(<=)和不等於(!=)六種。
    • 5、邏輯運算子:用於邏輯運算。包括與(&&)、或(||)、非(!)三種。
    • 6、條件運算子:這是一個三目運算子，用於條件求值(?:)。
      • 真前假後
    • 7、位操作運算子:參與運算的量，按二進位制位進行運算。包括位與(&)、位或(|)、位非(~)、位異或(^)、左移(<<)、右移(>>)六種。
    • 8、指標運算子:用於取內容(*)和取地址(&)二種運算。
    • 9.、求位元組數運算子:用於計算資料型別所佔的位元組數(sizeof)。
    • 10、特殊運算子:有括號()，下標[]，成員(→，.)等幾種。
  • 另外，按參與運算的物件個數，C語言運算子可分為：單目運算子 (如 ！)、雙目運算子 (如+，- )和三目運算子 (如 ? ： )。
  • 級別由大到小:(邏輯)非 >算(術運算子) >關(系運算子) >(邏輯)與 >(邏輯)或 >條(件運算子) >賦(值運算子)
• 4.2算術運算子和算術表示式
  • 4.2.1 基本的算術運算子與表示式
    • 算術運算子
      • （1）+(加法運算子或正值運算子，如2+5)。
      • （2）-(減法運算子或負值運算子，如4-2)。
      • （3）*(乘法運算子，如3*8)。
      • （4）/(除法運算子，如11/5)。
        • /的運算分為兩種情況：
          • a、“除”的左右兩邊都為整數時，所得結果必然是整數（注意：僅取整數部分，不是四捨五入）
            • 比如：5/2的值為2，不是2.5,1/2的值為0。
          • b、“除”的左右兩邊至少有一個是實型資料（即小數）時，所得結果為實型資料。
            • 比如：5/2.0的值為2.5,7.0/2.0的值為3.5.
      • （5）%(模運算子或稱求餘運算子，%兩側均應為整型資料，如9%7的值為2)。
        • 需要說明的是：當運算物件為負數時，所得結果隨編譯器不同而不同，在vc中，結果的符號與被除數相同，比如：13%-2值為1，而-15%2值為-1.
        • %符號兩邊要求是整數。不是整數就錯了
    • 表示式：
      • 是表示式就一定有數值。算術表示式是用算術運算子和括號將運算量(也稱運算元)連線起來的、符合C語言語法規則的表示式。運算物件包括函式、常量和變數等。
      • 賦值表示式：
        • 表示式數值是最左邊的數值，a=b=5;該表示式為5，常量不可以賦值。
      • 自加、自減表示式：
        • 假設a=5，++a（是為6）， a++（為5）；執行的機理：++a 是先把變數的數值加上1，然後把得到的數值放到變數a中，然後再用這個++a表示式的數值為6，而a++是先用該表示式的數值為5，然後再把a的數值加上1為6，再放到變數a中。 進行了++a和a++後 在下面的程式中再用到a的話都是變數a中的6了。
        • 考試口訣：++在前先加後用，++在後先用後加。
      • 逗號表示式：
        • 優先級別最低 ；表示式的數值逗號最右邊的那個表示式的數值。（2，3，4）的表示式的數值就是4。
    • 算術表示式和運算子的優先順序與結合性
      • 在計算機語言中，算術表示式的求值規律與數學中的四則運算的規律類似，其運算規則和要求如下。
        • (1)在算術表示式中，可使用多層圓括號，但括號必須配對。運算時從內層圓括號開始，由內向外依次計算各表示式的值。
        • (2)在算術表示式中，對於不同優先順序的運算子，可按運算子的優先順序由高到低進行運算，若表示式中運算子的優先順序相同，則按運算子的結合方向進行運算。
        • (3)如果一個運算子兩側的運算元型別不同，則先利用自動轉換或強制型別轉換，使兩者具有相同型別，然後進行運算。
    • 自增自減運算子
      • 作用：使變數的值增1或減1。
        • 如：
          • ++i，--i (在使用i之前，先使i的值加1、減1)。
          • i++，i-- (在使用i之後，使i的值加1、減1)。
      • (1)只有變數才能用自增運算子 (++)和自減運算子(--)，而常量或表示式不能用，如10++或(x+y)++都是不合法的。
      • (2)++和--的結合方向是“自右向左“，如 -i++ ，i的左邊是負號運算子，右邊是自增運算子，負號運算和自增運算都是 “自右向左“結合的，相當於-(i++)。
      • （3）在迴圈語句中常用到自增（減）運算子，在指標中也常用到該運算子，區別“i++”和“++i”及“i--”和“--i”,表示式的值和變數的值。
        • 例：變數n的初始值為2，則
          • 表示式型別    i++  ++i  i--   --i
          • n值為2時各表示式的值     2     3     2     1
          • 經過各表示式運算後變數n的值變化為    3     3     1     1
      • （4）l 當++或—與printf語句結合時，若++/--x的形式，則先自增/自減，然後輸出；若x++/--的形式，則先輸出x原值，在進行自增/自減操作。
        • 有以下程式
          • #include
          • main()
          • {     int x=011;
          • printf("%d\n",++x);  //10
          • }
          • 【解析】011是一個八進位制的數，轉為十進位制則為1*8+1=9；++x是x先自增1再參與其他運算，所以先x自增1為10再輸出即為10，故選C。
• 4.3 賦值運算子與賦值表示式
  • 4.3.1賦值運算子與賦值表示式
    • 賦值符號
      • =
    • 作用
      • 將一個數據賦給一個變數或將一個變數的值賦給另一個變數，由賦值運算子組成的表示式稱為賦值表示式。
    • 一般形式為：
      • 變數名 = 表示式 
    • 注意
      • 賦值運算子左邊必須是變數，而不是表示式。
      • 在程式中可以多次給一個變數賦值，每賦一次值，與它相應的儲存單元中的資料就被更新一次，記憶體中當前的資料就是最後一次所賦值的那個資料。
        • 例：a=12;  此表示式讀作“將10的值賦值給變數a”。
      • 如果賦值號兩邊的運算物件型別不一致，系統會自動進行型別轉換，轉換的規則：將賦值號右邊表示式的值的型別轉換成賦值號左邊變數的型別，
        • 例：int  y=3.5； 在變數y中最終儲存的是整數3。
      • 可以將賦值表示式的值再賦值給變數，形成連續賦值。
        • 例如：x=y=25是一個連續賦值表示式，x=y=25 等價於x=（y=25），所以表示式x=y=25 最終的值為25 。
  • 4.3.2複合的賦值運算子
    • 在賦值運算子之前加上其他運算子可以構成複合賦值運算子。其中與算術運算有關的複合運算子是：+=，-=，*=，/=，%= 。
    • 兩個符號之間不可以有空格，複合賦值運算子的優先順序與賦值運算子的相同。表示式n+=1等價於n=n+1，作用是取變數n中的值增1再賦給變數n,其他複合的賦值運算子的運算規則依次類推。
    • 如求表達a+=a-=a*a的值,其中a的初值為12 。
      • 步驟：
      • （1）先進行“a-=a*a“運算，相當於a=a-a*a=12-144=-132 。
      • （2）再進行“a+=-132“運算，相當於 a=a+(-132)=-132-132=－264 。
• 4.4 逗號運算子和逗號表示式
  • 概念
    • 在c語言中，逗號除了作為分隔符，還可以用作一種運算子----逗號運算子，用逗號運算子將幾個表示式連線起來，例如a=b+c,a=b*c等稱為逗號表示式。
  • 一般形式為：
    • 表示式1 ，表示式2 ，表示式3 ， …，表示式n
      • 例：x=2,y=3,z=4
  • 注意
    • 逗號表示式具有從左至右的結合性，即先求解表示式1，然後依次求解表示式2，直到表示式n的值。表示式n的值就是整個逗號表示式的值。上述的逗號表示式的值就是表示式z=4的值4.需要注意的是，逗號運算子是所有運算子中級別最低的。
      • 例：有如下程式段：
        • main()
        • {
        • inta=2,b=4,c=6,x,y;
        • y=(x=a+b),(b+c);
        • printf("y=%d,x=%d",y,x);
        • }
        • 程式顯示結果為：y=6,x=6
• 4.5關係運算符和關係表示式
  • 4.5.1 C語言中的邏輯值
    • C語言中的邏輯值只有兩個：真（true)和假（flase)。用非零代表真，用零代表假。因此，對於任意一個表示式，如果它的值為零，就代表一個假值，如果它的值為非零，就代表一個真值。只要值不是零，不管是正數，負數，整數，實數，都代表一個真值。例如-5的邏輯值為真。
  • 4.5.2 關係運算符
    • 由兩個字元組成的運算子之間不可以加空格，關係運算符都是雙目運算子。
      • (1)結合性：自左向右。
      • (2)優先次序：前4種關係運算符( <，<=，>=，> )的優先級別相同，後兩種 (==，!=)優先順序相同，且前4種優先順序高於後兩種；關係運算符的優先順序低於算術運算子，高於賦值運算子。
  • 4.5.3關係表示式
    • 由關係運算符連線而成的表示式稱為關係表示式。
      • 例如：a>b,（a=7)>(b=10)等都是合法的關係表示式。
    • 關係表示式的結果有兩個：0和1,。其中0表示假，1表示真。如果關係表示式成立，則值為真，如果關係表示式不成立，則值為假。
      • 例：變數a的值為5，b的值為6，那麼關係表示式a>b的值為假，即為0.而關係表示式
      • （a=13)>(b=10)的值為真，即為1。
    • 當關系運算子兩邊值的型別不一致時，若一邊是整型，一邊是實型，系統將自動把整型數轉化為實型數，然後再進行比較。
• 4.6 邏輯運算子和邏輯表示式
  • 4.6.1邏輯運算子及其優先順序
    • Ｃ語言提供了3種邏輯運算子
    • 優先順序    由高到低
      • 邏輯運算子    ！（邏輯非） 高於  &&（邏輯與）高於 ││（邏輯或）
    • 說明：
      • “&&”和“||”是雙目運算子，要求要有兩個運算元，而“！”是單目運算子，只要求有一個運算元即可。
      • 以上邏輯運算子的優先順序是：“!”(邏輯非)級別最高，其次是“&&”(邏輯與)，“||”(邏輯或)級別最低，邏輯運算子中的“&&”和“||”低於關係運算符，“!”高於算術運算子。
      • 即：“！”（邏輯非）>算術運算子>關係運算符>“&&”>“||”>賦值運算子>逗號運算子。
  • 4.6.2邏輯表示式
    • “&&”和“||”的運算物件有兩個，故它們都是雙目運算子，而！的運算物件只有一個，因此它是單目運算子。
    • 邏輯運算舉例如下：
      • （1）a&&b: 當&&兩邊都為“真”時，表示式a&&b的值才是真。
        • 值得注意的是：在數學中，關係式0<x<10是可以使用的，表示x的值應在大於0且小於10的範圍內，但在Ｃ語言中卻不能用0<x<10這樣一個關係表示式來表示上述的邏輯關係，即關係運算符不能連用，但可以藉助邏輯運算子來輔助運算，正確的表示方法是 0<x && x<10。
      • （2）a||b: 當||兩邊有一個為“真”時，表示式a||b的值就是真。
      • （3）!a:   表示取反，如果a為真，則!A為假，反之亦然。例如！-5的值就為0.
  • 4.6.3短路
    • 在Ｃ語言中，由&&或||組成的邏輯表示式，在某些特定情況下會產生“短路“現象。
      • （1）x && y && z ，只有當x為真(非0)時，才需要判別y的值；只有x和y都為真時，才需要去判別z的值；只要x為假就不必判別y和z，整個表示式的值為0。口訣：“一假必假”。
        • 例：（！5==1）&&（++i==0）  （！5==1）表示式的值為0，所以計算機執行中就跳過（++i==0）此表示式，（！5==1）&&（++i==0）表示式的值為0.
      • （2）x||y||z ,只要x的值為真(非零)，就不必判別y和z的值　，整個表示式的值為1，只有x的值為假，才需要判別y的值，只有x和y的值同時為假才需要判別z的值，口訣：“一真必真”。
• 4.7 位運算
  • 4.7.1位運算子與位運算
    • 在計算機中，資料都是以二進位制數形式存放的，位運算就是指對儲存單元中二進位制位的運算。C語言提供6種位運算子。
      • 操作符    含義        規則
      • &     按位與    若兩個相應的二進位制位都為1，則該位的結果為1，否則為0
      • |       按位或    兩個相應的二進位制位中只要有一個為1，則該位的結果為1，否則為0
      • ^      按位異或        若兩個二進位制位同號，則結果為0，異號為1
        • 異或的位運算
          • 0 異或 1得到1、
          • 0 異或 0得到0、
          • 1 異或 1得到0，
          • 相同為0，不同為1
            • 例 3 ∧
              • 設二進位制數a是00101101 ，若通過異或運算a∧b使a的高4位取反，低4位不變，則二進位制數b是11110000。
                • 解析:異或運算常用來使特定位翻轉，只要使需翻轉的位與1進行異或操作就可以了，因為原數中值為1的位與1進行異或運算得0 ，原數中值為0的位與1進行異或運算結果得1。而與0進行異或的位將保持原值。異或運算還可用來交換兩個值，不用臨時變數。
                  • 如 inta=3 , b=4；，想將a與b的值互換，可用如下語句實現：
                    • a=a∧b;
                    • b=b∧a;
                    • a=a∧b;
      • ~      按位求反        按位取反，即0變1,1變0
      • << 左移        將一個數的二進位制全部左移若干位
        • 例1<<
          • 左移運算子“<<”是雙目運算子。其功能把“<< ”左邊的運算數的各二進位全部左移若干位，由“<<”右邊的數指定移動的位數，高位丟棄，低位補0。
            • 例如：
              • a<<4
              • 指把a的各二進位向左移動4位。如a=00000011(十進位制3)，左移4位後為00110000(十進位制48)。
      • >> 右移        將一個數的二進位制位全部右移若干位
        • 例 2>>
          • 右移運算子“>>”是雙目運算子。其功能是把“>>”左邊的運算數的各二進位全部右移若干位，“>>”右邊的數指定移動的位數。
            • 例如：
              • 設  a=15，
              • a>>2
              • 表示把000001111右移為00000011(十進位制3)。
        • 應該說明的是，對於有符號數，在右移時，符號位將隨同移動。當為正數時，最高位補0，而為負數時，符號位為1，最高位是補0或是補1 取決於編譯系統的規定。
    • 說明：
      • （1）位運算中除“~“以外，均為雙目運算子，要求兩側各有一個運算量。
      • （2）運算量只能是整型或字元型資料，不能為實型資料。
      • （3）在沒有捨去資料的時候，<<左移一位表示乘以2；>>右移一位表示除以2。
      • （4）特別要注意：c語言中是用非0表示邏輯真的，用0表示邏輯假的
      • （5）位運算子&  |~<<  >> ∧ 按優先順序從高到低排列的順序是：
        • 位運算子中求反運算“~“優先順序最高，
        • 而左移和右移相同，居於第二，
        • 接下來的順序是按位與 “&“、按位異或 “∧“和按位或 “|“。
        • 順序為~  << >>  &  ∧  |  。