C 语言编程 — 运算符

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文章目录

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• 前文列表
• 运算符
• 算数运算符
• 自增、自减运算符
• 比较运算符
• 逻辑运算符
• 位运算符
• 赋值运算符
• 逗号运算符
• sizeof 运算符
• 杂项运算符
• 运算符的优先级

前文列表

《程序编译流程与 GCC 编译器》
《C 语言编程 — 基本语法》
《C 语言编程 — 基本数据类型》
《C 语言编程 — 变量与常量》

运算符

运算符是一种告诉编译器执行特定的算数或逻辑操作的符号。

• 操作对象：又称操作数，是参与计算求值的最小数据单元。操作数可以为常量、变量、函数等。
• 表达式：用运算符将操作对象连接起来可以构成表达式。表达式是用于计算的式子，是计算求值的基本单位。
• 优先级：高优先级的运算符先进行运算，低优先级的运算符后进行运算。
• 结合性：决定了运算符的运算方向。
  • 左结合性：当运算符为从左到右进行运算，那么称这个运算符为左结合性运算符
  • 右结合性：当运算符为从右到左进行运算，那么称这个运算符为右结合性运算符

NOTE：

• 当一个表达式中出现多个运算符时，需要考虑运算符的优先级和结合性是否影响表达式的求值顺序。
• 当两个运算符相同优先级时，由运算符的结合性来决定运算顺序。
• 在表达式中使用圆括号 () 可以改变表达式的运算顺序。

算数运算符

NOTE：求余运算符的操作数只可以为整型。

自增、自减运算符

• i++ ：先取值，后自加。使用 i 之后，i=i+1
• ++i ：先自加，后取值。i=i+1 后，再使用 i
• i- - ：先取值，后自减。使用 i 之后，i=i-1
• • -i ：先自减，后取值。i=i-1 后， 再使用 i

NOTE：自增运算符和自减运算符的操作数只可以为变量，不能为常量或表达式。

比较运算符

假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则：

NOTE：比较表达式的运算结果值是 0（假）或 1（真）。C 语言没有 bool 类型，用整数值 0 来表示假，用非 0 值来表示真 。C++ 为提高程序的可读性引入了 bool 类型，bool 类型变量的值为 true 或 false。C++ 为了保持对 C 语言的兼容性，false 用 0 来表示，ture 用 1 来表示。

逻辑运算符

逻辑表达式：用逻辑运算符将操作对象连接起来的式子，称为逻辑表达式。

假设变量 A 的值为 1，变量 B 的值为 0，则：

NOTE：当逻辑表达式中同时出现多种运算符时，按下列顺序进行运算：算术运算→关系运算→逻辑运算。

位运算符

位运算符作用于位，并逐位执行操作。&（全一则一）、|（有一则一）、^（异或）、~（取反）的真值表如下所示：

假设如果 A = 60，且 B = 13，现在以二进制格式表示，它们如下所示：
A = 0011 1100
B = 0000 1101

• A&B = 0000 1100
• A|B = 0011 1101
• A^B = 0011 0001
• ~A = 1100 0011

赋值运算符

赋值运算表达式：用赋值运算符将变量和表达式连接起来的式子，称为赋值运算表达式。
多重赋值： V1=V2=...=Vn= 表达式。执行时，从右到左把表达式的值按照 Vn、… 、V2、V1 的顺序依次赋给每个变量。

赋值运算符可分为：

• 基本赋值运算符： = 将一个数据赋给一个变量功能的运算符。
• 复合赋值运算符：基本赋值运算符与算术运算符、位运算符等组成复合赋值运算符。

NOTE：

• 赋值运算符的左侧必须为变量名，右侧必须为表达式。
• 赋值运算表达式的值为赋值运算符左侧变量的数据值。
• 赋值运算表达式的数据类型为左侧变量的数据类型。
• 当出现右侧表达式的数据类型与左侧变量的数据类型不一致时，则会先把右边表达式的值进行强制数据类型转换后，再进行赋值。

逗号运算符

逗号运算符：又称为顺序求值运算符，功能是将表达式连接起来，从左向右求解各个表达式，逗号运算的值为最后的表达式 n 的值。

NOTE：逗号运算符的优先级最低，引入逗号表达式的目的是为了简化程序书写。

// C/C++ 按顺序计算表达式 1，表达式 2， .....，表达式 n 的值
// 整个逗号表达式的值为表达式 n 的值
表达式1, 表达式2, 表达式3, ......, 表达式n

sizeof 运算符

sizeof 运算符：求某一数据类型或某一变量在内存空间中所占空间的字节数。

sizeof(变量名或数据类型)

e.g.

int main()
{
   char stringA[] = "Hello World!
";
   printf(" sizeif( char ) = %d
", sizeof(char));
   printf(" sizeif( int ) = %d
", sizeof(int));
   printf(" sizeif( long int ) = %d
", sizeof(long int));
   printf(" sizeif( float ) = %d
", sizeof(float));
   printf(" sizeif( double ) = %d
", sizeof(double));
   // 注意 stringA 的末尾还存放着 ''
   printf(" sizeif( stringA ) = %d
", sizeof(stringA)/sizeof(char));
   return 0;
}

杂项运算符

包括 &（地址运算符）、*（指针运算符）、?:（三元运算符）。

#include <stdio.h>

int main(){
    int a = 4;
    short b;
    double c;
    int * ptr;

    printf("a: %lu
", sizeof(a));
    printf("b: %lu
", sizeof(b));
    printf("c: %lu
", sizeof(c));

    ptr = &a;
    printf("*ptr: %d
", *ptr);

    return 0;
}

运行：

# ./main
a: 4
b: 2
c: 8
*ptr: 4

注意：局部变量 ptr 被定义为指针类型，所以 ptr 可以存储变量的 “指针”，即变量的值在内存中的入口地址。ptr = &a; 存储了局部变量 a 的地址，再通过指针运算符 * 将局部变量 a 的值取出来。

1. 指针变量：存储的内存地址。
2. 将变量/函数的内存地址赋值给指针变量。
3. 通过指针运算符将指针变量储存的内存地址所指向的值取出来。

运算符的优先级

较高优先级的运算符出现在表格的上面，具有较低优先级的运算符出现在表格的下面。在表达式中，较高优先级的运算符会优先被计算。