黑马程序员——C语言中的运算符

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一、运算符概述

1、运算符的基本概念

运算符是告诉编译程序执行特定算术或逻辑操作的符号，用来连接操作数。

2、运算符的分类

1）按照功能划分：

• 算术运算符
• 关系运算符
• 逻辑运算符
• 按位运算符

2）根据参与运算的操作数的个数划分：

• 单目运算符：只有一个操作数，如i++，i，sizeof
• 双目运算符：有两个操作数，如a+b
• 三目运算符：C语言中唯一的一个，也称为问号表达式 a > b ? 1 : 0

3、运算符的优先级与结合性

在一个运算表达式中往往含有多个运算符，为了清晰地知道运算的顺序，我们必须根据运算符的优先级和结合性。

1）C语言中，运算符的优先级共分为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。

2）而在一个运算量两侧的运算符优先级相同时，则按照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，即自左至右的左结合性和自右至左的右结合性。

4、表达式概述

1）概念：将同类型的数据，用运算符按照一定的规则连接起来的、有意义的式子称为表达式。

2）表达式的特点：表达式是一个有意义的式子，所以一定有返回值。

3）表达式可以是常量也可以是变量或算式，在表达式中可分为：算术表达式、逻辑表达式和字符串表达式。

4）表达式语句：表达式后面加上分号，构成表达式语句。

二、算术运算符

1、算术运算符的介绍及基本使用

1）算术运算符有五种，详细介绍如下表所示

2）算术运算符的基本使用

加法示例

    int a = 10, b = 3, result = 0;    result = a + b; //result的值为13

减法示例

    int a = 10, b = 3, result = 0;    result = a - b; //result的值为7

乘法示例

    int a = 10, b = 3, result = 0;    result = a * b; //result的值为30

除法示例

    int a = 10,b=3,result=0;    //a、b都是整型，除法的时候，两个操作数如果都是整型的，结果也是整型的    result = a/b;  //3    float f1 = 3.0f;    //result是一个int类型的数，如果给他赋值一个小数，那么此时只能保存小数的整数部分    result = a/f1; //3

2、算术运算符的结合性和优先级

1）结合性：左结合，从左到右。

2）优先级：乘法、除法和求余运算符是第3级，高于第4级的加法、减法运算符。

示例

    result = ((a*b)/3)-(5*6)+30; // 结果为10    //         a*b = 30    //         30/3 = 10    //                    5*6=30    //           (10-30)+30    //             -20    //                   10

3、求余运算符使用及注意

1）求余的规则

int m = 10,n = 3;

m%n   m除以n之后，取得余数部分

10%3 == 1   

m = 0  可以的，0

n = 0  不可以的，无意义

m > n  正常求余数就可以  1

m < n  结果 m

2）求余的注意事项

m和 n都不能为小数，必须是小数

m < 0  结果为负数

    result = -3 % 10; // result = -3

n < 0  正负性取决于m，跟n无关

    result = 3 % -10; // result = 3

4、算术运算中类型转换的问题

1）隐式类型转换，也称自动类型转换

自动转换发生在不同数据类型的量混合运算时，由编译系统自动完成。

若参与运算量的类型不同，则先转换成同一类型，然后进行计算。

转换按数据长度增加的方向进行，以保证精度不降低。

示例：

    float f1 = 23.4f;    int num = 10;    printf("%d\n", f1 + num); //结果显示混乱，这是因为相加后的值不是整型

    printf("%f\n", f1 + num);  //输出结果为33.400000，这里进行了隐式类型转换

在赋值运算中，右侧表达式的值转换成左边变量的类型；如果右边量的数据类型长度比左边长，将丢失一部分数据，降低精度，丢失的部分按四舍五入向前舍入。

上面示例中的结果也可以这样转换成整型：

    float f1 = 23.4f;     int num = 10;    int sum = f1 + num;    printf("%d\n", sum); //输出结果为33，这里进行了隐式类型转换

所有的浮点运算都是以double进行的，即使是只含float的表达式

必定会发生的转换：char,short --------> int; float -------->double

2）显示类型转换，也称强制类型转换

强制类型转换的格式：  (要转换的类型)要转换的变量或者表达式；

示例1:

    float f1 = 23.4f;    int num = 10;

printf("%d\n",(int)(f1+num)); //输出结果为33，这里进行了强制类型转换

示例2:

    float f1 = 23.4f;    int num = 10;    int sum2 = (int)f1 + num;    printf("sum2 = %d\n", sum2)

3）注意事项

用一个大数加上一个特别小的数，如果使用float会有问题（造成数据丢失）

    int num3 = 3455;    float f3 = 0.00003;    printf("%f\n",num3+f3);  //期望得到3455.00003，但实际结果是3455.000000

强制类型转换是临时转换

    printf("f1 d= %d\n",(int)f1);  //23  此处是临时转换，不会改变原值    printf("f1 f= %f\n",f1); //   23.400000

三、赋值运算符

1、赋值运算符概述

1）赋值运算符记为“ = ”，由“ = ”连接的式子称为赋值表达式

2）赋值运算符作用：把符号右侧的值给等号左侧的变量

3）使用注意：等号的左侧必须是一个变量

2、赋值运算符的优先级

赋值运算符的等级很低，一般情况下都是最后运算

    //     =  + -    //        7 - 3    //     =    -    //     =  4    result = a+b-3;    printf("result  =  %d\n",result); //输出结果为4

3、赋值运算符的结合性

右结合：自右至左

    int a1,b1,c1;    a1 = b1 = c1 = 10;    //  3     2      1    //(a1 = (b1 = (c1 = 10)));    printf("a1 = %d,b1 = %d,c1 = %d\n",a1,b1,c1); //输出结果为a1 = 10,b1 = 10,c1 = 10

四、复合赋值运算符

在赋值符” = “之前加上其它二目运算符可构成复合赋值运算符。

一次性作两件事情：先运算   再赋值

+=     a+=3; ---> a = a + 3;

-=     a-=3; ---> a = a - 3;

*= 

 /= 

%=

五、自增自减运算符

1、概念：自增自减运算符++和--是为了简化”i = i + 1“”i = i - 1“这两种操作而设计，它们是单目运算符，从右向左结合的算术运算符。

2、++a和a++的区别

定义变量 int a =3 ; 

1）++a(前缀表达式)，求值：先让a的值+1，再取出a的值作为表达式的值

a的值：   4

++a表达式的值：   4

口诀：a   先变后用

    int a = 3,result=0;    result = (++a);  //a本身也要+1  a = 4    printf("result = %d,a = %d\n",result,a); //输出结果为result = 4, a = 4

2）a++(后缀表达式)，求值：先取出a的值作为表达式的值，再让a的值+1                

a的值：   4

a++表达式的值：   3 

口诀：a   先用后变

    int a = 3,result=0;    result = (a++);  //a本身也要+1  a = 4    printf("result = %d,a = %d\n",result,a); //输出结果为result = 3, a = 4

3、注意：  

1）不管是a++还是 ++a，最终执行完了了以后，a的值都会被+1

    int a = 3；    (++a)+b+(a++)   //a =  5 

2） 自增自减运算只能用于单个变量，但不能用于表达式或常量：++5，++(a+3)  错误

4、典型问题分析

    int a = 3, b = 5, result = 0;    result = a+++b++;    //即result = (a++)+(b++)    printf("a = %d,b = %d;result = %d",a,b,result); //输出结果是a = 4,b = 6,result = 8

    result = a+++++b;    //即result = (a++)+(++b);    printf("a = %d,b = %d;result = %d",a,b,result); //输出结果是a = 4,b = 6,result = 9</span>

六、sizeof运算符

1、概念：

sizeof运算符是一个单目运算符，作用是计算常量、变量、数据类型在内存中占用的字节数

2、使用

1）用sizeof计算常量在内存中占用的字节数

    int result = 0;    result = sizeof(1);   //计算常量 1 在内存中占用的字节数   4                          //  1 默认的事一个10进制的整数（int） 4    result = sizeof(2.3f); //计算 float类型的常量在内存中占用的字节数 4       result = sizeof(2.3);  //计算 double 类型的常量在内存中占用的字节数 8        //char 占用1个字节，-128~127    //char 类型的常量存储，97以int类型的数据进行存储    //char 类型的变量以把字符串的ascii码转换为二进制(1给字节)进行存储        result = sizeof('a');  //计算 'a' 字符常量 在内存中占用的字节数  4

2）用sizeof运算符计算变量在内存中占用的字节数

    int a = 10;    float f1 = 2.3f;    double d1 = 2.3;    char ch = 'a';        result = sizeof(a);   //计算int类型变量a在内存中占用的字节数 //4    result = sizeof(f1);  //计算float类型的变量 f1 占用的字节数 //4    result = sizeof(d1);  //计算double类型的变量 d1 占用的字节数//8    result = sizeof(ch);  //计算char类型的变量 ch 占用的字节数  //1        //注意点：sizeof用在常量和变量的时候，是可以省略括号    result = sizeof 2.3;    result = sizeof d1;

3）sizeof用于计算某一种数据类型在内存中占用的字节数

    result = sizeof(int);    //表示int类型的数据在内存中占用的字节数 4    result = sizeof(float);  //表示float类型的数据在内存中占用的字节数4    result = sizeof(double); //表示double类型的数据在内存中占用的字节数8    result = sizeof(char);   //表示char类型的数据在内存中占用的字节数1       //result = sizeof int ; sizeof用在数据类型的时候，不能省略括号

七、逗号运算符

1、基本概念

在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。

逗号表达式的一般形式：表达式1，表达式2

2、求值过程

逗号表达式的求值过程：先逐个求表达式的值就，然后把最后一个表达式的值返回（作为整个逗号表达式的值）。

    int a = 4,b = 5,result=0;    //a+4,b+3,a+b 用逗号连接的表达式是一个逗号表达式    //         8 , 8 , 9    result = (a+4,b+3,a+b,1+2,10);        printf("result = %d\n",result); //输出结果是result = 9

3、使用注意

1）逗号运算符可以嵌套使用，如(a++,(a+3,b+5,z=a+b))

2）有时候，不太注重逗号表达式的值，因此简化了代码

3）并不是所有出现逗号的地方都能组成逗号表达式，比如定义多个变量的时候

八、关系运算符

1、C语言中的真假性

在C语言中所有数值都有真假性，非零即真，只有0为假

关系运算符返回值只有两个，要么是真（1），要么是假（0）

2、关系运算符概述

在程序中经常需要比较两个量的大小关系，以决定程序下一步的工作。

比较两个量的运算符称为关系运算符，也称为比较运算符。

关系表达式：用关系运算符连接的式子。

关系表达式的值只有两种：1）真（1）2）假（0）

3、关系运算符的使用

1）使用示例：

    int a = 3,b = 2,result = -1;    //把a>b的值赋值给result    //       3   2    result = a > b; //1    result = a < b; //0    // 判断 a 是不是大于或者等于 3    result = a >= 3; //1    result = a <= 3; //1    result = a == 3; //1    result = a == b; //0    result = a != b; //1

2）关系运算符的结合性

关系运算符都是双目运算符，其结合性均为左结合。而且，只有在优先级相同的情况下，才谈结合性。

    int a = 3,b = 4,result = -1;    //结果    //        0 < 3    result = a>b<3;//  1    result = a>b<3;//  0

3）关系运算符的优先级

    int a = 3, b = 2, result = -1;    result = 1==(b>3); // 0    result = 1>a+b<100; // 1

九、逻辑运算符

1、概念

&& 逻辑与（表示多个条件同时成立  “并且” “且”  “同时”）

|| 逻辑或 (当有多个条件，只要有一个成立的就可以,  “或者”)

！ 逻辑非  (取反)

2、使用

1）与运算（&&）

参与运算的两个量都为真时，结果才为假，即：一假则假

    int a = 3,b = 4,result = -1;    //a<3和b<3他们都为真， &&的结果才为真    //        1  &&  1    result = a<3 && b<3; // 0    result = a<=3 && b>3; // 1    result = a<3 && b>3; // 0

2）或运算（||）

参与运算的两个量只要有一个为真，结果就是真。两个量都为假时，结果为假。即：一真则真

    int a = 3,b = 4,result = -1;    //             0  ||  1    result = a>3 || b<5; // 1

3）非运算（!）

参与运算量为真时，结果为假；参与运算量为假时，结果为真。即：真变假，假变真

    int a = 3,b = 4,result = -1;    //       0 > 3    result = !a>3; // 0    result = !!!a; // 0

3、结合性和优先性

1）结合性

与运算和或运算都是双目运算，具有左结合性

非运算为单目运算，具有右结合性

    int a = 3,b = 4,result = 0;    //       1 && 1 && 1    result = a && b && 5;   //1

2）优先级

逻辑运算符和其它运算符优先级的关系表示如下：

    int a = 3,b = 4,result = 0;    //       0  || 0  || 1    //           0    || 1    result = !a || !b || a; //1        //         1 || 0  && 0    //         1 || (0 && 0)    result = a>2 || b<4 && a>5; // 1

4、短路问题

示例：

    int x,y,z;    x = y = z =0;    //       ++x || (++y && z++)   x = 1,y=1,z=1;    //         1 || 1    &&  1    result = ++x || ++y && z++;    // result ?   x,y,z     printf("result = %d\n",result); // 输出结果为result = 1    printf("x = %d,y = %d,z = %d\n",x,y,z); // 输出结果为x = 1, y = 0, z = 0,而没有像上面分析得那样，因为这里存在短路问题

1）与运算&&   口诀：一假为假  

       A && B

       如果 A为假(0)结果为假 ,B就不执行了，这就是逻辑与短路

2）或运算||   口诀：一真为真

       A || B

       如果 A为真(1)结果为真,B就不执行了，这就是逻辑或的短路

    int x,y,z,result=-1;    int a=3,b=4;    x = y = z =0;    //       ++x || (++y && z++)   x = 1,y=1,z=1;    //         1 || 1    &&  1        //实际：   逻辑或短路了    //result = (++x) || （(++y) && (z++)）;    // result ?   x,y,z        //实际：   逻辑与短路了    result = x && y++;   //result 0    x = 0  y=0        //result = a<2 && b==4 || a<5;   //0

十、三目运算符

1、概念

三目运算符，也称条件运算符，为？和：，它是一个三目运算符，即有三个操作数参与运算的量。

由条件运算符组成条件表达式的一般形式：表达式1？表达式2：表达式3；

2、求值规则

表达式1的值为真时，把表达式2的值作为整个三目运算表达式的值返回；表达式1的值为假时，把表达式3的值作为整个三目运算表达式的值返回。

条件表达式通常用于赋值语句之中。

    int a = 3,b = 4 ,result = 0;        //        1    result = a>b?10:100;  //把10作为整个条件表达式的值

3、注意事项

1）条件运算符的运算优先级低于关系运算符和算术运算符，但高于赋值符号。

2）条件运算符？和：是一对运算符，不能分开单独使用。

3）条件运算符的结合方向是自右至左。

4、应用实例

思考实现：用户从键盘上输入三个整数，找出最大值，然后输入最大值

    //1、定义变量  num1,num2,num3,max    int num1,num2,num3,max=0;    num1 = num2 = num3 = 0;        //2、提示用户输入三个数，以,分隔    printf("请输入三个数,并且以逗号分隔:\n");        //3、接收这三个数，保存到 num1,num2,num3中    scanf("%d,%d,%d",&num1,&num2,&num3);        //4、先比较 num1 和 num2，比较的结果存放到max    max = num1 > num2 ? num1 :num2;    //5、max和第三个数比较    max = max > num3 ? max : num3;    printf("max = %d\n",max);