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C语言初学者入门讲座 第四讲 运算符和表达式

(加入日期: 2005-01-23 )

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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.特殊运算符

  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,应注意区别,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。如果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。如果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。

  在理解和使用上容易出错的是i++和i--。 特别是当它们出在较复杂的表达式或语句中时,常常难于弄清,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。

  如果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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