屌丝 c++语言程序设计 第三章 运算符和表达式

【学习目标】
　　熟练掌握C++各种运算符的使用方法。能熟练运用运算符组成需要的表达式。正确使用操作数的类型转换和运算符的优先级顺序和结合性。
【重点和难点】
　　自增、自减运算符的运用；各个运算符的优先级顺序及其结合性；操作数的类型转换。
【学习方法指导】
　　要在学习中注意区分运算符、表达式和语句的不同；不同类型的操作数赋值时，尽量进行显式转换，隐式转换容易犯错误；优先级和结合性也容易犯错误，一般说来，表达式中加上圆括号，比较保险，这也可以提高程序的可读性。
【知识点】
　　算术运算符；自增、自减运算符；关系运算符；逻辑运算符；位运算符
　　赋值运算符；求字节数运算符；逗号表达式；短路表达式；显式类型转换；隐式类型转换；优先级与结合性

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第一节 c++运算符

所谓运算符就是指运算的符号，例如加运算符（+）、乘运算符（*）、取地址运算符（&）等。表达式与运算符密不可分，它由运算符与操作数组合而成，并由运算符指定对操作数要进行的运算，一个表达式的运算结果是一个值。本章中，我们将介绍C++语言基本的运算符、表达式，各种运算符的优先级、结合性，以及不同数据类型的值之间的转换。

C++语言中的运算符是可以让C++语言编译器能够识别的具有运算意义的符号。编译器把这些符号及其组成的表达式翻译成相应的机器代码，就可以由计算机运行得出正确的结果。
　　其实，就象我们日常生活当中许多东西的名字，如冰箱、电视机等分别代表不同功能的电器设备一样，运算符就是代表C++语言中的各个运算功能的名字，这些名字是由制定C++语言规范的人员确定的。下面给出由运算符组成的表达式的例子：
　　下面是几个表达式例子。如：
　　　100+200-300*200+1000/20+100%10
　　　a || b && c || d
　　　a = b + c + d*e
　　　a += b++
　　　c -= d--
　　只要是按C++语法写出的表达式，编译器就能够解释其中的运算符和由运算符、操作数组成的表达式的意义。

第二节 优先级和结合性

当不同的运算符混合运算时，运算顺序是根据运算符的优先级而定的，优先级高的运算符先运算，优先级低的运算符后运算。在一个表达式中，如果各运算符有相同的优先级，运算顺序是从左向右，还是从右向左，是由运算符的结合性确定的。所谓结合性是指运算符可以和左边的表达式结合，也可以与右边的表达式结合。C++运算符的优先级和结合性参见表3-14。
　　在表3-14中，"单"表示是单目运算符，"双" 表示是双目运算符，"三" 表示是三目运算符。表中有一些运算符，我们还没有介绍，以后我们会在有关的内容中学习。

表3-14 C++运算符的优先级和结合性 优先级运算符种类结合性最高: :（全局）　　　　　单从右到左最高: :（类域）　　　　　双从左到右.( )(括号及函数调用)- >..[ ]双从左到右.+
-++
--!
~*
&new
deletesizeof
(类型)单从右到左.- > *. *　　　　双从左到右.+/%　　　　双从左到右.+－　　　　　双从左到右.<<>>　　　　　双从左到右.<< =>> =　　双从左到右.= =! =　　　　双从左到右.&　　　　　双从左到右.^　　　　　双从左到右.|　　　　　双从左到右.& &　　　　　双从左到右.| |　　　　　双从左到右.? :　　　　　三从左到右.=　　　　　双从右到左最低,　　　　　双从左到右

　　每种运算符都有一个优先级，优先级是用来标志运算符在表达式中的运算顺序的。优先级高的先做运算，优先级低的后做运算，优先级相同的右结合性决定计算顺序。
　　大多数运算符都是按从左到右计算，只有三类运算符的结合性是从右到左。他们是：单目、三目和赋值。这一点一定要记住。


第三节 类型转换

3.3 类型转换
　　C++中，一种数据类型能够被转化为另一种数据类型。例如3-3：
　　从上面实例我们可以看到：类型标识符能被用于类型运算符。类型运算符是单目运算符，并位于其操作数的左边的圆括号里，称之显式类型转换，或强制类型转换。显式类型转换的一般形式为：
　　（类型名）（表达式）
　　需要注意的是： (int)(x+y)是将（x+y）转换为int 型，而（int）x+y是将x转换为int型后再与y相加。显式类型转换只是得到一个所需类型的中间变量，原来变量的类型并不发生变化。

例3-3 (int) 3.14 // 3.14 转换成整型数3
(long) 3.14 // 3.14转换成长整型数3L
(double) 2 // 2转换成双精度数2.0
(char) 122 // 122转换成Unicode码为122的字符
(unsigned short) 3.14 // 3.14转换成无符号整型数3 　　如果类型标识符仅为一个单词，显式类型转换的形式也可以写成：类型表示符（表达式）。例如：
　　　　int(3.14) // 等价于(int) 3.14
　　在一般情况下，各种数据都按默认类型参与运算， 当两个不同的数据类型（整型、字符型、实型）进行运算时，数据将进行自动类型转换，转换后再参与运算。
　　例：指出下面每个语句的执行结果。例3-4 char ch='c'；
int a，b=13；
float x=2.0；
double y；
a=ch+5； //a=104，a先转化为int型，再参与运算。
x=b/2/x； //x=3.0，先作整除运算，然后再转换成double与x运算。
x=b/x/2; //x=3.25，b先转换成float型与x做除法，同时2也转化成float型，然后做除法运算。
y=x/b； //x=0.153846153846154，x和b分别转化成double然后做除法运算。　　又例如：例3-5 double d = 1; // d 的值1.0
int i = 10.5; // i的值10
i = i + d; // 等价于: i = int(double(i) + d)　　上例中，表达式i = i + d的变量i与d的类型不同，使得i首先被转换为double型（提升），再与d相加，其结果为一double型数。由于该double型数与赋值语句左边i的类型不匹配，所以在它被赋给i之前，再被转换为int型（下降）。
　　上面的自动类型转换也称为隐式转换。

第四节 表达式

3.4.1表达式的种类
　　表达式是由运算符和操作数组成的式子。运算符可以是前面讲过的那些。操作数包含了常量、变量、函数和其他一些命名的标识符。最见大的表达式是常量和变量。
　　C++中由于运算符很丰富，因此表达式的种类也很多。常见的表达式有如下六种：
　　已知int a；
　　·算术表达式。例如，a+5.2/3.0-9%5
　　·关系表达式。例如，'m'>='x'
　　·逻辑表达式。例如，！a && 8 | | 7
　　·条件表达式。例如，a>4 ? ++a:--a
　　·赋值表达式。例如，a=7
　　·逗号表达式。例如，a+5,a=7,a+=4

注意：
　　1、在表达式中，连续出现两个运算符时，最好用空格符分隔。如：
　　　　a+++b; （注意：在visual c++中这种写法是错误的，编译将不能通过）
　　系统将默认为是a++ +b，因系统将按尽量取大的原则来分割多个运算符。如果想执行a加++b，则应写成
　　　　a+ ++b；
　　2、在写表达式中，有时记不清楚运算符的优先级时，可使用括号来确定运算符组合。

 

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【本章小结】
　　介绍了C++基本的各种运算符构成(算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、条件运算符、赋值运算符、逗号运算符几其它运算符)以及它们的优先级和结合性。同时介绍了由运算符组成的各种表达式、表达式中操作数类型的显式及隐式转换。
　　自增、自减运算符，前缀式先将操作数增1（或减1），然后取操作数的新值参与表达式的运算。后缀是先将操作数增1（或减1）之前的值参与表达式的运算，到表达式的值被引用之后再做加1（或减1）运算。
　　关系运算符两边的数值结果必须是类型相同的。
　　在实现优先级与实际需要不相符时，需要使用括号来改变。
　　参加运算的两个操作数类型不同时，C++将自动作隐式类型转换，但有时要作强制类形转换。
　　表达式和语句的一个重要区别是：表达式具有值，而语句是没有值的并且语句末尾要加分号。

课后习题

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一：选择题
1．以下符号中不能作为标识符的是：
a._256
b.void
c.scanf
d.Struct
2．下面不能正确表示a*b/(c*d)的表达式是：
a.(a*b)/c*d
b.a*b/(c*d)
c.a/c/d*b
d.a*b/c/d
3．下列运算符中，运算对象必须是整型的是：
a./
b.%=
c.=
d.&
4．若x,y,z均被定义为整数，则下列表达式终能正确表达代数式1/（x*y*z）的是：
a.1/x*y*z
b.1.0/(x*y*z)
c.1/(x*y*z)
d.1/x/y/(float)z
5．已知a,b均被定义为double型，则表达式：b=1,a=b+5/2的值为：
a.1
b.3
c.3.0
d.3.5
6．如有int a=11;则表达式（a++*1/3）的值是
a.0
b.3
c.4
d.12
7．在下列运算符中，优先级最低的是：
a.||
b.!=
c.<
d.+
8．表达式9!=10的值为：
a.非零值
b.true
c.0
d.1
9．能正确表示x>=3或者x<1的关系表达式是：
a.x>=3 or x<1
b.x>=3|x<1
c.x>=3||x<1
d.x> =3||x<1
10．下列运算符中优先级最高的是：
a.!
b.%
c.-=
d.&&
二：填空题
1．若a为double性的变量，表达式a=1,a+5,a++的值为 。
2．表达式7.5+1/2+45%10= 。
3．与! (x>2)等价的表达式是 。
4．表达式于语句的重要区别是 。
5．赋值运算符的结合性是由 至 。
6．x *= y+8等价于x= 。
7．给出下列程序的输出结果 。
　#include <iostream.h>
　void main()
　{
　　int a=3,b=6;
　　int c=a^b<<2;
　　cout<<c<<endl;
　}
8. 给出下列程序的输出结果 。
　#include <iostream.h>
　void main()
　{
　　int x=5;
　　int y=2+(x+=x++,x+8,++x);
　　cout<<y<<endl;
　}
9. 给出下列程序的输出结果 。
　#include <iostream.h>
　void main()
　{
　　int a=7,b=4;
　　float x,y=27.2,z=3.4;
　　x=a/2+b*y/z+1/3;
　　cout<<x<<endl;
　}
10. 给出下列程序的输出结果 。
　#include <iostream.h>
　void main()
　{
　　int a=-1,b=4,k;
　　k=(a++<=0)&&!(b--<=0);
　　cout<<k<<a<<b<<endl;
　}
三：编程及简答题
1．x=2, y=3, z= 4时，计算下面表达式的值A1、A2
A1 = x + y +2/2+z和 A2=x+(y+2)/(2-z)


2．述算术运算符的组成


3．下列运算符从高到底进行排序：‘+’、‘*’、‘&&’、 ‘&’、 ‘>’、 ‘>=’、 ‘*=’。

4．述下列运算符各能代表几种意义：‘-’、‘&’、‘*’。


5．下列运算符的结合性如何：‘+’、‘&’、‘=’、‘||’。


6．计算下列表达式的值：
i.1/2 + 5/2 + 7/6
ii.1/2. + 5/2. + 3.
iii.1/2 + 5./2 + 2
iv.(unsigned char) 500 + 200
v.(unsigned char) (500 + 200)
vi.(unsigned int)(unsingned char)750


7.编程实现：由键盘输入两个整数，然后输出最大者。


8．int a=5, b=0; 问下面表达式运算后a和b的值是多少？
(1) ! a && a+b && a++
(2) !a||a++||b++


9．有变量说明
int a=4,b;
指出下面表达式运算后a和b的结果？
b+=b=++a;


10. 编程实现：测试你机器的 int,float,double,long,char 各类型变量存储的字节数