# 8.C語言算術運算符和算術表達式 C語言中運算符和表達式數量之多，在高級語言中是少見的。正是豐富的運算符和表達式使C語言功能十分完善。這也是C語言的主要特點之一。 C語言的運算符不僅具有不同的優先級，而且還有一個特點，就是它的結合性。在表達式中，各運算量參與運算的先后順序不僅要遵守運算符優先級別的規定，還要受運算符結合性的制約，以便確定是自左向右進行運算還是自右向左進行運算。這種結合性是其它高級語言的運算符所沒有的，因此也增加了C語言的復雜性。 ## C語言運算符簡介 C語言的運算符可分為以下幾類： | 運算符 | 說明 | |---|---|---| | 算術運算符 | 用于各類數值運算。包括加(+)、減(-)、乘(*)、除(/)、求余(或稱模運算，%)、自增(++)、自減(--)共七種。 | | 關系運算符 | 用于比較運算。包括大于(>)、小于(=)、小于等于(<=)和不等于(!=)六種。 | | 邏輯運算符 | 用于邏輯運算。包括與(&&)、或(//)、非(!)三種。| | 位操作運算符 | 參與運算的量，按二進制位進行運算。包括位與(&)、位或(/)、位非(~)、位異或(^)、左移(>)六種。 | | 賦值運算符 | 用于賦值運算，分為簡單賦值(=)、復合算術賦值(+=, -=, *=, /=, %=)和復合位運算賦值(&=, /=, ^=, >>=, <<=)三類共十一種。 | | 條件運算符 | 這是一個三目運算符，用于條件求值(?:)。 | | 逗號運算符 | 用于把若干表達式組合成一個表達式(，)。 | | 指針運算符 | 用于取內容(*)和取地址(&)二種運算。 | | 求字節數運算符 | 用于計算數據類型所占的字節數(sizeof)。 | | 特殊運算符 | 有括號()，下標[]，成員(->，.)等幾種。 | ## 算術運算符和算術表達式 1) 基本的算術運算符 | 名稱 | 符號 | 說明 | |---|---|---| | 加法運算符 | + | 加法運算符為雙目運算符，即應有兩個量參與加法運算。如a+b，4+8等。具有右結合性。 | | 減法運算符 | - | 減法運算符為雙目運算符。但“-”也可作負值運算符，此時為單目運算，如-x，-5等具有左結合性。 | | 乘法運算符 | * | 雙目運算，具有左結合性。 | | 除法運算符 | / | 雙目運算具有左結合性。參與運算量均為整型時，結果也為整型，舍去小數。如果運算量中有一個是實型，則結果為雙精度實型。 | | 求余運算符（模運算符） | % | 雙目運算，具有左結合性。要求參與運算的量均為整型。 求余運算的結果等于兩數相除后的余數。 | 【例3-14】 ~~~ main(){ 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的結果均為整型，小數全部舍去。而20.0/7和-20.0/7由于有實數參與運算，因此結果也為實型。 【例3-15】 ~~~ main(){ printf("%d\n",100%3); } ~~~ 本例輸出100除以3所得的余數1。 2) 算術表達式和運算符的優先級和結合性 表達式是由常量、變量、函數和運算符組合起來的式子。一個表達式有一個值及其類型， 它們等于計算表達式所得結果的值和類型。表達式求值按運算符的優先級和結合性規定的順序進行。單個的常量、變量、函數可以看作是表達式的特例。 算術表達式是由算術運算符和括號連接起來的式子。 | 表達式/優先級/結合性 | 說明 | |---|---|---| | 算術表達式 | 用算術運算符和括號將運算對象（也稱操作數）連接起來的、符合C語法規則的式子。以下是算術表達式的例子： a+b (a*2)/c (x+r)*8-(a+b)/7 ++I sin(x)+sin(y) (++i)-(j++)+(k--) | | 運算符的優先級 | C語言中，運算符的運算優先級共分為15級。1級最高，15級最低。在表達式中，優先級較高的先于優先級較低的進行運算。而在一個運算量兩側的運算符優先級相同時，則按運算符的結合性所規定的結合方向處理。 | |---|---|---| | 運算符的結合性 | C語言中各運算符的結合性分為兩種，即左結合性（自左至右）和右結合性（自右至左）。例如算術運算符的結合性是自左至右，即先左后右。如有表達式x-y+z則y應先與“-”號結合，執行x-y運算，然后再執行+z的運算。這種自左至右的結合方向就稱為“左結合性”。而自右至左的結合方向稱為“右結合性”。 最典型的右結合性運算符是賦值運算符。如x=y=z，由于“=”的右結合性，應先執行y=z再執行x=(y=z)運算。C語言運算符中有不少為右結合性，應注意區別，以避免理解錯誤。 | 3) 強制類型轉換運算符 其一般形式為：?(類型說明符)? (表達式) 其功能是把表達式的運算結果強制轉換成類型說明符所表示的類型。例如： ~~~ (float) a; /* 把a轉換為實型 */ (int)(x+y); /* 把x+y的結果轉換為整型 */ ~~~ 4) 自增、自減運算符 自增1，自減1運算符：自增1運算符記為“++”，其功能是使變量的值自增1；自減1運算符記為“--”，其功能是使變量值自減1。 自增1，自減1運算符均為單目運算，都具有右結合性。可有以下幾種形式： * ++i：i自增1后再參與其它運算。 * --i：i自減1后再參與其它運算。 * i++：i參與運算后，i的值再自增1。 * i--：i參與運算后，i的值再自減1。 在理解和使用上容易出錯的是i++和i--。 特別是當它們出在較復雜的表達式或語句中時，常常難于弄清，因此應仔細分析。 【例3-16】 ~~~ 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的初值為8，第2行i加1后輸出故為9；第3行減1后輸出故為8；第4行輸出i為8之后再加1(為9)；第5行輸出i為9之后再減1(為8) ；第6行輸出-8之后再加1(為9)，第7行輸出-9之后再減1(為8)。 【例3-17】 ~~~ 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); } ~~~ 這個程序中，對P=(i++)+(i++)+(i++)應理解為三個i相加，故P值為15。然后i再自增1三次相當于加3故i的最后值為8。而對于q 的值則不然，q=(++j)+(++j)+(++j)應理解為q先自增1，再參與運算，由于q自增1三次后值為8，三個8相加的和為24，j的最后值仍為8。