C语言入门(5)——运算符与表达式

 
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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语言的表达式由运算符、常量及变量构成。C语言表达式基本遵循一般代数规则。常量和变量都可以参与加减乘除运算,例如1+1、hour-1、hour * 60 + minute、minute/60等。这里的+-*/称为运算符,而参与运算的变量和常量称为操作数,上面四个由运算符和操作数所组成的算式称为表达式。

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。

算术运算符和算术表达式

1.基本的算术运算符

名称

符号

说明

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。

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。

乘法运算符

*

双目运算,具有左结合性。

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。

求余运算符

%

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。

一个运算的例子:

  1.  
    #include<stdio.h>
  2.  
    #include<stdlib.h>
  3.  
     
  4.  
    int main()
  5.  
    {
  6.  
    printf("%d,%d\n", 20 / 7, -20 / 7);
  7.  
    printf("%f,%f\n", 20.0 / 7, -20.0 / 7);
  8.  
    system("pause");
  9.  
    return0;
  10.  
    }

运行结果:

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

2.算术表达式和运算符的优先级和结合性

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。

运算符的优先级: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。

运算符的结合性: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。

3.强制类型转换运算符

其一般形式为:

 (类型说明符)  (表达式)

其功能是把表达式的运算结果强制转换成类型说明符所表示的类型。例如:

  1.  
    (float) a; /* 把a转换为实型 */
  2.  
    (int)(x+y); /* 把x+y的结果转换为整型 */

4.自增、自减运算符

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。

举一个例子:

  1.  
    #include<stdio.h>
  2.  
    #include<stdlib.h>
  3.  
     
  4.  
    int main()
  5.  
    {
  6.  
    inti = 8;
  7.  
    printf("%d\n", ++i);
  8.  
    printf("%d\n", --i);
  9.  
    printf("%d\n", i++);
  10.  
    printf("%d\n", i--);
  11.  
    printf("%d\n", -i++);
  12.  
    printf("%d\n", -i--);
  13.  
     
  14.  
    system("pause");
  15.  
    return0;
  16.  
    }

运行结果:

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)。

赋值运算符

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:

  1.  
    x=a+b
  2.  
    w=sin(a)+sin(b)
  3.  
    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。

类型转换

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:

实型赋予整型,舍去小数部分。前面的例子已经说明了这种情况。

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)。

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。整型赋予字符型,只把低八位赋予字符量。

举个例子:

  1.  
    #include<stdio.h>
  2.  
    #include<stdlib.h>
  3.  
     
  4.  
    int main()
  5.  
    {
  6.  
    inta, b = 322;
  7.  
    floatx, y = 8.88;
  8.  
    charc1 = 'k', c2;
  9.  
    a = y;
  10.  
    x = b;
  11.  
    a = c1;
  12.  
    c2 = b;
  13.  
    printf("%d,%f,%d,%c \n", a, x, a, c2);
  14.  
     
  15.  
    system("pause");
  16.  
    return0;
  17.  
    }

运行结果:

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)。

复合的赋值运算符

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。

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。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。

举个例子:

  1.  
    #include<stdio.h>
  2.  
    #include<stdlib.h>
  3.  
     
  4.  
    int main()
  5.  
    {
  6.  
     
  7.  
    inta = 2, b = 4, c = 6, x, y;
  8.  
    y = (x = a+ b, b + c);
  9.  
    printf("y=%d, x=%d \n", y, x);
  10.  
     
  11.  
    system("pause");
  12.  
    return0;
  13.  
    }

运行结果:

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三点:

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。

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。

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。

C语言入门(5)——运算符与表达式

2014年06月24日 09:54:59 尹成 阅读数:1878更多

 
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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语言的表达式由运算符、常量及变量构成。C语言表达式基本遵循一般代数规则。常量和变量都可以参与加减乘除运算,例如1+1、hour-1、hour * 60 + minute、minute/60等。这里的+-*/称为运算符,而参与运算的变量和常量称为操作数,上面四个由运算符和操作数所组成的算式称为表达式。

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。

算术运算符和算术表达式

1.基本的算术运算符

名称

符号

说明

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。

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。

乘法运算符

*

双目运算,具有左结合性。

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。

求余运算符

%

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。

一个运算的例子:

  1.  
    #include<stdio.h>
  2.  
    #include<stdlib.h>
  3.  
     
  4.  
    int main()
  5.  
    {
  6.  
    printf("%d,%d\n", 20 / 7, -20 / 7);
  7.  
    printf("%f,%f\n", 20.0 / 7, -20.0 / 7);
  8.  
    system("pause");
  9.  
    return0;
  10.  
    }

运行结果:

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

2.算术表达式和运算符的优先级和结合性

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。

运算符的优先级: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。

运算符的结合性: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。

3.强制类型转换运算符

其一般形式为:

 (类型说明符)  (表达式)

其功能是把表达式的运算结果强制转换成类型说明符所表示的类型。例如:

  1.  
    (float) a; /* 把a转换为实型 */
  2.  
    (int)(x+y); /* 把x+y的结果转换为整型 */

4.自增、自减运算符

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。

举一个例子:

  1.  
    #include<stdio.h>
  2.  
    #include<stdlib.h>
  3.  
     
  4.  
    int main()
  5.  
    {
  6.  
    inti = 8;
  7.  
    printf("%d\n", ++i);
  8.  
    printf("%d\n", --i);
  9.  
    printf("%d\n", i++);
  10.  
    printf("%d\n", i--);
  11.  
    printf("%d\n", -i++);
  12.  
    printf("%d\n", -i--);
  13.  
     
  14.  
    system("pause");
  15.  
    return0;
  16.  
    }

运行结果:

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)。

赋值运算符

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:

  1.  
    x=a+b
  2.  
    w=sin(a)+sin(b)
  3.  
    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。

类型转换

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:

实型赋予整型,舍去小数部分。前面的例子已经说明了这种情况。

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)。

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。整型赋予字符型,只把低八位赋予字符量。

举个例子:

  1.  
    #include<stdio.h>
  2.  
    #include<stdlib.h>
  3.  
     
  4.  
    int main()
  5.  
    {
  6.  
    inta, b = 322;
  7.  
    floatx, y = 8.88;
  8.  
    charc1 = 'k', c2;
  9.  
    a = y;
  10.  
    x = b;
  11.  
    a = c1;
  12.  
    c2 = b;
  13.  
    printf("%d,%f,%d,%c \n", a, x, a, c2);
  14.  
     
  15.  
    system("pause");
  16.  
    return0;
  17.  
    }

运行结果:

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)。

复合的赋值运算符

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。

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。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。

举个例子:

  1.  
    #include<stdio.h>
  2.  
    #include<stdlib.h>
  3.  
     
  4.  
    int main()
  5.  
    {
  6.  
     
  7.  
    inta = 2, b = 4, c = 6, x, y;
  8.  
    y = (x = a+ b, b + c);
  9.  
    printf("y=%d, x=%d \n", y, x);
  10.  
     
  11.  
    system("pause");
  12.  
    return0;
  13.  
    }

运行结果:

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三点:

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。

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。

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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