C语言教程 - 第三章 基本运算符和表达式

第三章　基本和

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。
[Practice] //arithmeticint a,b,c;
float d;
a=11;
b=235;
c=a+b-a*b;
d=(float)c/(float)a;
a=c/a;'Vtable
a,2,0
b,2,0
c,2,0
d,4,0.0
of Vtable
'Vupdate
1,0;2,0;3,0
4,0.0
1,11
2,235
3,-2339
4,-212.636368
1,-212
of Vupdate
of Practice
[Practice] //1int a,b,c1,c2;
a=25;
b=3243;
c1=b/a;
c2=b%a;'Vtable
a,2,0
b,2,0
c1,2,0
c2,2,0
of Vtable
'Vupdate
1,0;2,0;3,0;4,0
1,25
2,3243
3,129
4,18
of Vupdate
of Practice
[Practice] //1int a,b,c;
a=25;
b=40;
c=a+b,c+35;'Vtable
a,2,0
b,2,0
c,2,0
of Vtable
'Vupdate
1,0;2,0;3,0
1,25
2,40
3,65
of Vupdate
of Practice

小结

1.Ｃ的数据类型
基本类型，构造类型，指针类型，空类型
2.基本类型的分类及特点
类型说明符 　　　　　字节 　　　　　　数值范围
字符型char 　　　　 　 1 　　　　　　　C字符集
基本整型int 　　　　　 2 　　　　　　　-32768～32767
短整型short int 　　　 2 　 　　　　 　-32768～32767
长整型 long int 　　　 4　　　　　　-214783648～214783647
无符号型 unsigned 　　 2　　　　　　　　0～65535
无符号长整型 unsigned long 4 　　　　　0～4294967295
单精度实型 float 　　　4　　　　　　　3/4E-38～3/4E+38
双精度实型 double　　　8　　　　　　　1/7E-308～1/7E+308
3.常量后缀
L或l 长整型
U或u 无符号数
F或f 浮点数
4.常量类型
整数，长整数，无符号数，浮点数，字符，字符串，符号常数，转义字符。
5.数据类型转换
·自动转换
在不同类型数据的混合运算中，由系统自动实现转换， 由少字节类型向多字节类型转换。 不同类型的量相互赋值时也由系统自动进行转换，把赋值号右边的类型转换为左边的类型。
·强制转换
由强制转换运算符完成转换。
6.运算符优先级和结合性
一般而言，单目运算符优先级较高，赋值运算符优先级低。 算术运算符优先级较高，关系和逻辑运算符优先级较低。 多数运算符具有左结合性，单目运算符、三目运算符、 赋值
7.表达式
表达式是由运算符连接常量、变量、函数所组成的式子。 每个表达式都有一个值和类型。 表达式求值按运算符的优先级和结合性所规定的顺序进行。