C语言初学者入门讲座第四讲运算符和表达式

2019-11-17 05:42:19

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　　运算符的种类、优先级和结合性

　　C语言中运算符和表达式数量之多，在高级语言中是少见的。正是丰富的运算符和表达式使C语言功能十分完善。这也是C语言的主要特点之一。

　　C语言的运算符不仅具有不同的优先级，而且还有一个特点，就是它的结合性。在表达式中，各运算量参与运算的先后顺序不仅要遵守运算符优先级别的规定，还要受运算符结合性的制约，以便确定是自左向右进行运算还是自右向左进行运算。这种结合性是其它高级语言的运算符所没有的，因此也增加了C语言的复杂性。

　　运算符的种类C语言的运算符可分为以下几类：

　　1.算术运算符

　　用于各类数值运算。包括加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、求余(或称模运算，%)、自增(++)、自减(--)共七种。

　　2.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。

　　3.逻辑运算符

　　用于逻辑运算。包括与(&&)、或()、非(!)三种。

　　4.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。

　　5.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。

　　6.条件运算符

　　这是一个三目运算符，用于条件求值(?:)。

　　7.逗号运算符

　　用于把若干表达式组合成一个表达式(，)。

　　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.非凡运算符

　　有括号()，下标[]，成员(→，.)等几种。

　　优先级和结合性

　　C语言中，运算符的运算优先级共分为15级。1级最高，15级最低。在表达式中，优先级较高的先于优先级较低的进行运算。而在一个运算量两侧的运算符优先级相同时，则按运算符的结合性所规定的结合方向处理。 C语言中各运算符的结合性分为两种，即左结合性(自左至右)和右结合性(自右至左)。例如算术运算符的结合性是自左至右，即先左后右。如有表达式x-y+z则y应先与“-”号结合，执行x-y运算，然后再执行+z的运算。这种自左至右的结合方向就称为“左结合性”。而自右至左的结合方向称为“右结合性”。最典型的右结合性运算符是赋值运算符。如x=y=z,由于“=”的右结合性，应先执行y=z再执行x=(y=z)运算。 C语言运算符中有不少为右结合性，应注重区别，以避免理解错误。

　　算术运算符和算术表达式基本的算术运算符

　　1.加法运算符“+”加法运算符为双目运算符，即应有两个量参与加法运算。如a+b,4+8等。具有右结合性。

　　2.减法运算符“-”减法运算符为双目运算符。但“-”也可作负值运算符，此时为单目运算，如-x,-5等具有左结合性。

　　3.乘法运算符“*”双目运算，具有左结合性。

　　4.除法运算符“/”双目运算具有左结合性。参与运算量均为整型时，结果也为整型，舍去小数。假如运算量中有一个是实型，则结果为双精度实型。

void main(){
PRintf("/n/n%d,%d/n",20/7,-20/7);
printf("%f,%f/n",20.0/7,-20.0/7);
}

　　双目运算具有左结合性。参与运算量均为整型时，结果也为整型，舍去小数。假如运算量中有一个是实型，则结果为双精度实型。 printf("/n/n%d,%d/n",20/7,-20/7);

printf("%f,%f/n",20.0/7,-20.0/7);

　　本例中，20/7，-20/7的结果均为整型，小数全部舍去。而20.0/7和-20.0/7由于有实数参与运算，因此结果也为实型。

　　5.求余运算符(模运算符)“%”双目运算，具有左结合性。要求参与运算的量均为整型。求余运算的结果等于两数相除后的余数。

void main(){
printf("%d/n",100%3);
}

　　双目运算，具有左结合性。求余运算符% 要求参与运算的量均为整型。本例输出100除以3所得的余数1。

　　自增1，自减1运算符

　　自增1运算符记为“++”，其功能是使变量的值自增1。自减1运算符记为“--”，其功能是使变量值自减1。自增1，自减1运算符均为单目运算，都具有右结合性。可有以下几种形式： ++i i自增1后再参与其它运算。--i i自减1后再参与其它运算。

　　i++ 　i参与运算后，i的值再自增1。
　　i-- 　i参与运算后，i的值再自减1。

　　在理解和使用上轻易出错的是i++和i--。非凡是当它们出在较复杂的表达式或语句中时，经常难于弄清，因此应仔细分析。

void main(){
int i=8;
printf("%d/n",++i);
printf("%d/n",--i);
printf("%d/n",i++);
printf("%d/n",i--);
printf("%d/n",-i++);
printf("%d/n",-i--);
} i<--8
i<--i+1
i<--i-1
i<--i+1
i<--i-1
i<--i+1
i<--i-1 int i=8;
printf("%d/n",++i);
printf("%d/n",--i);
printf("%d/n",i++);
printf("%d/n",i--);
printf("%d/n",-i++);
printf("%d/n",-i--);

　　i的初值为8

　　第2行i加1后输出故为9；

　　第3行减1后输出故为8；

　　第4行输出i为8之后再加1(为9)；
　
　　第5行输出i为9之后再减1(为8) ；

　　第6行输出-8之后再加1(为9)；

　　第7行输出-9之后再减1(为8)

void main(){
　int i=5,j=5,p,q;
　p=(i++)+(i++)+(i++);
　q=(++j)+(++j)+(++j);
　printf("%d,%d,%d,%d",p,q,i,j);
}
i<--5,j<--5,p<--0,q<--0
i+i+i--->p,i+1-->i,i+1-->i,i+1-->i
j+1->j,j+1->j,j+1->j,j+j+j->q int i=5,j=5,p,q;
p=(i++)+(i++)+(i++);
q=(++j)+(++j)+(++j);

　　这个程序中，对P=(i++)+(i++)+(i++)应理解为三个i相加，故P值为15。然后i再自增1三次相当于加3故i的最后值为8。而对于q 的值则不然，q=(++j)+(++j)+(++j)应理解为q先自增1，再参与运算，由于q自增1三次后值为8，三个8相加的和为24，j的最后值仍为8。算术表达式表达式是由常量、变量、函数和运算符组合起来的式子。一个表达式有一个值及其类型，它们等于计算表达式所得结果的值和类型。表达式求值按运算符的优先级和结合性规定的顺序进行。单个的常量、变量、函数可以看作是表达式的特例。

　　算术表达式

　　是由算术运算符和括号连接起来的式子，以下是算术表达式的例子：

a+b 　(a*2)／c　(x+r)*8-(a+b)／7　　++i　sin(x)+sin(y) 　(++i)-(j++)+(k--)

　　赋值运算符和赋值表达式

　　简单赋值运算符和表达式，简单赋值运算符记为“=”。由“= ”连接的式子称为赋值表达式。其一般形式为：变量=表达式例如：

x=a+b
w=sin(a)+sin(b)
y=i+++--j 赋值表达式的功能是计算表达式的值再赋予左边的变量。赋值运算符具有右结合性。因此
a=b=c=5

　　可理解为

a=(b=(c=5))

　　在其它高级语言中，赋值构成了一个语句，称为赋值语句。而在C中，把“=”定义为运算符，从而组成赋值表达式。凡是表达式可以出现的地方均可出现赋值表达式。例如，式子x=(a=5)+(b=8)是合法的。它的意义是把5赋予a，8赋予b，再把a,b相加，和赋予x ，故x应等于13。

　　在C语言中也可以组成赋值语句，按照C语言规定，任何表达式在其未尾加上分号就构成为语句。因此如x=8;a=b=c=5；都是赋值语句，在前面各例中我们已大量使用过了。

　　假如赋值运算符两边的数据类型不相同，系统将自动进行类型转换，即把赋值号右边的类型换成左边的类型。具体规定如下：

　　1.实型赋予整型，舍去小数部分。前面的例2.9已经说明了这种情况。

　　2.整型赋予实型，数值不变，但将以浮点形式存放，即增加小数部分(小数部分的值为0)。

　　3.字符型赋予整型，由于字符型为一个字节，而整型为二个字节，故将字符的ASCII码值放到整型量的低八位中，高八位为0。

　　4.整型赋予字符型，只把低八位赋予字符量。

void main(){
　int a,b=322;
　float x,y=8.88;
　char c1='k',c2;
　a=y;
　x=b;
　a=c1;
　c2=b;
　printf("%d,%f,%d,%c",a,x,a,c2);
}
int a,b=322;
float x,y=8.88;
char c1='k',c2;
printf("%d,%f,%d,%c",a=y,x=b,a=c1,c2=b);

　　本例表明了上述赋值运算中类型转换的规则。a为整型，赋予实型量y值888后只取整数8。x为实型，赋予整型量b值322，后增加了小数部分。字符型量c1赋予a变为整型，整型量b赋予c2 后取其低八位成为字符型(b的低八位为01000010，即十进制66，按ASCII码对应于字符B)。

　　复合赋值符及表达式

　　在赋值符“=”之前加上其它二目运算符可构成复合赋值符。如
+=,-=,*=,／=,%=,<<=,>>=,&=,^=,=。构成复合赋值表达式的一般形式为：变量双目运算符=表达式它等效于变量=变量运算符表达式例如： a+=5 等价于a=a+5　　x*=y+7 等价于x=x*(y+7)　　r%=p 等价于r=r%p 复合赋值符这种写法，对初学者可能不习惯，但十分有利于编译处理，能提高编译效率并产生质量较高的目标代码。逗号运算符和逗号表达式在

　　逗号运算符

　　C语言中逗号“，”也是一种运算符，称为逗号运算符。其功能是把两个表达式连接起来组成一个表达式，称为逗号表达式。

　　其一般形式为：表达式1，表达式2 其求值过程是分别求两个表达式的值，并以表达式2的值作为整个逗号表达式的值。

void main(){
　int a=2,b=4,c=6,x,y;
　y=(x=a+b),(b+c);
　printf("y=%d,x=%d",y,x);
}
a<--2,b<--4,c<--6,x<--0,y<--0
x<--a+b,y<---b+c

　　本例中，y等于整个逗号表达式的值，也就是表达式2的值，x是第一个表达式的值。对于逗号表达式还要说明两点：

　　1.逗号表达式一般形式中的表达式1和表达式2 也可以又是逗号表达式。例如：表达式1，(表达式2，表达式3) 形成了嵌套情形。因此可以把逗号表达式扩展为以下形式：表达式1，表达式2，…表达式n 整个逗号表达式的值等于表达式n的值。

　　2.程序中使用逗号表达式，通常是要分别求逗号表达式内各表达式的值，并不一定要求整个逗号表达式的值。

　　3.并不是在所有出现逗号的地方都组成逗号表达式，如在变量说明中，函数参数表中逗号只是用作各变量之间的间隔符。

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