1.運算符概述
運算符是一種編譯器執行特定的數學或邏輯操作的符號。C語言提供了以下類型的運算符：
- 算術運算符
- 關系運算符
- 邏輯運算符
- 位運算符
- 賦值運算符
- 條件運算符
- 其他運算符
2.算術運算符
算術運算符分為單目運算符和雙目運算符，單目運算符表示只需要一個操作數，雙目運算符需要兩個操作數。
2.1 雙目算術運算符
- 1）+ ：加法，把兩個操作數相加
- 2）- ：減法，從第一個操作數中減去第二個操作數
- 3）* ：乘法，把兩個操作數相乘
- 4）/ ：除法，第一個操作數除以第二個操作數
- 5）% ：求模（取余），第一個操作數除以第二個操作數所得余數
雙目運算符中，C語言中的加號、減號與數學中的一樣。乘號、除號因為ASCII符號中沒有與數學中相對應的符號，所以使用星號表示乘號，使用斜線表示除號。C語言中增加了一個求模運算符，是用來取余的。需要注意的是，求模運算符的兩個操作數必須是整型。
【實例6.1】加減乘除以及取模運算
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 21;
int b = 10;
int c;
float d = 2.5;
double e;
int f = -21;
int g = -10;
c = a + b;
printf(" a + b = %d\n", c);
c = a - b;
printf(" a - b = %d\n", c);
c = a * b;
printf(" a * b = %d\n", c);
c = a / b;
printf(" a / b = %d\n", c);
e = a / d;
printf(" a / d = %lf\n", e);
c = a % b;
printf(" a %% b = %d\n", c);
c = a % g;
printf(" a %% g = %d\n", c);
c = f % b;
printf(" f %% b = %d\n", c);
c = f % g;
printf(" f %% g = %d\n", c);
return 0;
}
執行以上程序，輸出結果為：
a + b = 31
a - b = 11
a * b = 210
a / b = 2
a / d = 8.400000
a % b = 1
a % g = 1
f % b = -1
f % g = -1
實例解析：
加、減與數學中的一樣，其中需要說明的是除法以及取模運算。C語言中的除法運算，不同類型的除數和被除數會導致不同類型的運算結果。一種情況是，當除數和被除數都是整數時，運算結果也是整數。當不能整除時，就直接舍棄小數部分，只保留整數部分。另一種情況是，一旦除數和被除數中有一個是小數，那么運算結果也是小數，並且是double類型的小數。C語言中的取余運算，就是求相除后的余數。取余運算中%的兩邊都必須是整數，不能出現小數，否則會報錯。余數可以是正數也可以是負數，由%左邊的整數決定：如果%左邊是正數，那么余數也是正數；如果%左邊是負數，那么余數也是負數。
2.2 單目算術運算符
- 1）- ：取負，把操作數乘以-1
- 2）++：自增運算符，把操作數增加1
- 3）--：自減運算符，把操作數減少1
單目運算符中，只需要一個操作數。取負操作符將正操作數設置為負數，負操作數設置為正數。自增運算符使得變量的值增加1，自減運算符使得變量的值減少1。比如：
i++;
j--;
變量i的值增加1，變量j的值減少1，相當於：
i = i+1;
j = j-1;
自增運算符和自減運算符的運算對象只能是變量，不能是常量或者表達式，否則將會報錯。比如：
1++;//報錯
--(i+1);//報錯
自增運算符和自減運算符分為兩種方式：一種是在變量前面，稱為前綴模式；一種是在變量后面，稱為后綴模式。下面介紹一下兩種方式的區別：
- 前綴模式，先執行變量的自增或者自減操作，再將得到的結果參與表達式運算。
- 后綴模式，先將變量參與表達式運算，再執行變量的自增或者自減操作。
前綴模式，也被理解為先運算后賦值，比如：
i = 1;
j = ++i;
執行上面語句，i和j的值都是2。先是變量i自增，i的值變為2，再將結果2賦值給j。
后綴模式，也被理解為先賦值后運算，比如：
i = 1;
j = i++;
執行上面語句，i的值是2，j的值是1。先是變量i賦值給j，這個時候i還沒有自增操作，i的值還是1，所以j的值是1。賦值后，i再自增，i的值變為2。
【實例6.2】前綴模式和后綴模式
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 10;
int c;
c = a++;
printf("先賦值后運算：\n");
printf(" c 的值是 %d\n", c);
printf(" a 的值是 %d\n", a);
a = 10;//重新賦值為10
c = a--;
printf(" c 的值是 %d\n", c);
printf(" a 的值是 %d\n", a);
printf("先運算后賦值：\n");
a = 10;
c = ++a;
printf(" c 的值是 %d\n", c);
printf(" a 的值是 %d\n", a);
a = 10;
c = --a;
printf(" c 的值是 %d\n", c);
printf(" a 的值是 %d\n", a);
}
執行以上程序，輸出結果為：
先賦值后運算：
c 的值是 10
a 的值是 11
c 的值是 10
a 的值是 9
先運算后賦值：
c 的值是 11
a 的值是 11
c 的值是 9
a 的值是 9
實例解析：
++ 在變量前面和后面是有區別的：++ 在前面叫做前自增。前自增先進行自增運算，再進行其他操作。++ 在后面叫做后自增。后自增先進行其他操作，再進行自增運算。
對於，c = a++; a 的值不會立馬加 1，而是先把 a 原來的值（也就是10）交給 c，然后再加 1。a 原來的值為 10，所以 c 的值也就為 10。而 a 經過自增，最終值為 11。
對於，c = a--; a 的值不會立馬減 1，而是先把 a 原來的值（也就是10）交給 c，然后再減 1。a 原來的值為 10，所以 c 的值也就為 10。而 a 經過自減，最終值為 9。
對於，c = ++a，先執行 ++a，結果為 11，再將 11 賦值給 c，所以 c 的最終值為11。而 a 經過自增，最終的值也為 11。
對於，c = --a，先執行 --a，結果為 9，再將 9 賦值給 c，所以 c 的最終值為9。而 a 經過自減，最終的值也為 9。
2.3 算術運算符的優先級
在數學運算中，運算符是有優先級的，C語言中的運算符也有優先級。算術運算符的優先級：單目算術運算符(-、++、--) > 乘號(*)、除號(/)、求模(%) > 加號(+)、減號(-)。比如：
int a = 1 + 2 * 3;
根據優先級，將會先計算2 * 3，再將得到的結果6和1相加，得到7，賦值給變量a。
當表達式中有多個相同優先級的運算符時，按照從左到右的順序運算。比如：
int a = 1 + 2 * 3 / 3;
乘號(*)、除號(/)優先級相同，按照從左到右的順序運算，先計算2 * 3，將結果6 / 3，得到結果2和1相加，得到3，賦值給變量a。
如果需要改變表達式的運算順序，我們還可以使用圓括號。比如：
int a = (1 + 2) * 3 / 3;
先計算圓括號內的1 + 2，得到的結果3再去運算，最后得到3，賦值給變量a。
3.關系運算符
- 1）==：檢查兩個操作數的值是否相等，如果相等則條件為真。
- 2）!=：檢查兩個操作數的值是否相等，如果不相等則條件為真。
- 3）> ：檢查左操作數的值是否大於右操作數的值，如果是則條件為真。
- 4）< ：檢查左操作數的值是否小於右操作數的值，如果是則條件為真。
- 5）>=：檢查左操作數的值是否大於或等於右操作數的值，如果是則條件為真。
- 6）<=：檢查左操作數的值是否小於或等於右操作數的值，如果是則條件為真。
關系運算符只有兩種結果：true或者false。true代表條件為真，false代表條件為假。C語言中，一般非0值代表true，0代表false。比如：
1 == 2;//條件為假，結果是false。
1 != 2;//條件為真，結果是true。
1 > 2;//條件為假，結果是false。
1 < 2;//條件為真，結果是true。
1 >= 2;//條件為假，結果是false。
1 <= 2;//條件為真，結果是true。
4.邏輯運算符
- 1）! ：單目運算符，稱為邏輯非運算符。用來逆轉操作數的邏輯狀態。如果條件為真則邏輯非運算符將使其為假。
- 2）&&：雙目運算符，稱為邏輯與運算符。如果兩個操作數都非零，則條件為真。
- 3）||：雙目運算符，稱為邏輯或運算符。如果兩個操作數中有任意一個非零，則條件為真。
邏輯運算符與數學上有相同之處。邏輯運算符和關系運算符一樣，也只有兩種結果：true或者false。邏輯運算符可以將多個關系表達式的結果合並起來。我們要判斷變量i是否在0和100之間，不能直接表示成：0 =< i =< 100。需要使用邏輯運算符來表示，比如：
i >= 0 && i =< 100
如果變量i在0和100之間，則結果為true，否則為false。
邏輯運算符也是有優先級的，邏輯非運算符(!)>邏輯與運算符(&&)>邏輯或運算符(||)。
【實例6.3】邏輯運算符
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 0, b = 1, c = 2, d = 3;
printf("!a = %d\n", !a);
printf("!b = %d\n", !b);
printf("a&&b = %d\n", a && b);
printf("a||b = %d\n", a || b);
printf("a&&b||c&&d = %d\n", a&&b || c&&d);
printf("a&&!b||c&&d = %d\n", a && !b || c&&d);
return 0;
}
執行以上程序，輸出結果為：
!a = 1
!b = 0
a&&b = 0
a||b = 1
a&&b||c&&d = 1
a&&!b||c&&d = 1
實例解析：
在使用printf()函數以整數形式輸出邏輯結果時，1代表true，0代表false。!a代表a取反，0取反結果為true，所以輸出1。那么!b取反則輸出0。a&&b代表a和b做與運算，0和1做與運算，結果為false，則輸出0。a||b 代表a和b做或運算，0和1做或運算，結果為true，則輸出1。a&&b || c&&d，根據優先級，我們先運算a&&b和c&&d，得到的結果是false和true，false和true進行或運算，結果還是true，所以輸出1。a && !b || c&&d，根據優先級，我們先運算!b，得到的結果是false，然后運算a和false以及c&&d，得到的結果是，false和true進行或運算，結果是true，所以輸出1。
5.位運算符
位運算符作用於位，並逐位執行操作，也就是二進制的運算。
- 1）~ ：單目運算符，按二進制位進行取反運算。
- 2）& ：雙目運算符，按二進制位進行與運算。
- 3）| ：雙目運算符，按二進制位進行或運算。
- 4）^ ：雙目運算符，按二進制位進行異或運算。
- 5）<<：雙目運算符，二進制左移運算符。
- 6）>>：雙目運算符，二進制右移運算符。
位運算符不能用於float、double等類型，只能用於整數類型。
【實例6.4】位運算符
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 50; /* 50 = 0011 0010 */
int b = 19; /* 19 = 0001 0011 */
int c = 0;
c = a & b; /* 18 = 0001 0010 */
printf("a & b 的值是 %d\n", c);
c = a | b; /* 51 = 0011 0011 */
printf("a | b 的值是 %d\n", c);
c = a ^ b; /* 33 = 0010 0001 */
printf("a ^ b 的值是 %d\n", c);
c = ~a; /* -51 = 1100 1100 */
printf("~a 的值是 %d\n", c);
c = a << 2; /* 200 = 1100 1000 */
printf("a << 2 的值是 %d\n", c);
c = a >> 2; /* 12 = 0000 1100 */
printf("a >> 2 的值是 %d\n", c);
return 0;
}
執行以上程序，輸出結果為：
a & b 的值是 18
a | b 的值是 51
a ^ b 的值是 33
~a 的值是 -51
a << 2 的值是 200
a >> 2 的值是 12
實例解析：
A = 50，B = 19，現在以二進制格式表示，它們如下所示：
A = 0011 0010
B = 0001 0011
然后按照二進制位進行相應運算得到結果值。二進制左移運算符，運算對象的各二進制位全部左移若干位，左邊的二進制位丟棄，右邊補0；二進制右移運算符，運算對象的的各二進制位全部右移若干位，正數左補0，負數左補1，右邊丟棄。
6.賦值運算符
C語言中，可以將賦值運算符分為兩類：簡單賦值運算符和復合賦值運算符。
2.1 簡單賦值運算符
簡單賦值運算符就是"="，一般語法格式：
變量 = 表達式;
賦值運算符"="和數學表達式中的等號"="的意義是不同的。前面我們就多次用到了賦值運算符"="。"="的作用是把結果賦值給變量，所以賦值運算符的左邊必須是變量，賦值運算符從右向左的順序計算。比如：
a = b = 1;
以上語句，先將1賦值給b，再將變量b賦值給變量a。
賦值也是一種運算，我們可以放在表達式中。比如：
a = (b = 1) + (c = 2);
以上語句，先將1賦值給b和將2賦值給c，再將變量b和c的值相加，最后得到的結果3賦值給a。
2.2 復合賦值運算符
- 1）+=：加賦值，a += b等價於a = a + b。
- 2）-=：減賦值，a -= b等價於a = a - b。
- 3）*=：乘賦值，a *= b等價於a = a * b。
- 4）/=：除賦值，a /= b等價於a = a / b。
- 5）%=：取余賦值，a %= b等價於a = a % b。
- 6）&=：位與賦值，a &= b等價於a = a & b。
- 7）|=：位或賦值，a |= b等價於a = a | b。
- 8）^=：位異或賦值，a ^= b等價於a = a ^ b。
- 9）<<=：位左移賦值，a <<= b等價於a = a << b。
- 10）>>=：位右移賦值，a >>= b等價於a = a >> b。
賦值運算的規則是將左側的變量和右側的操作數進行運算，然后再將得到的結果賦值給左側的變量。比如：
a += 1;
等價於：
a = a + 1;
7.條件運算符
條件運算的一般語法格式如下：
表達式1？表達式2:表達式3
從語法格式中，我們可以看出，這是一個三目運算。通過問號和冒號將三個表達式連接起來。整個表達式的運算過程：先計算表達式1的值，如果它的值為true(非0值)，則將表達式2的值返回；如果它的值為false(0值)，則將表達式3的值返回。
【實例6.5】條件運算符，比較兩個數的最大值
#include <stdio.h>
int main()
{
int a, b, max;
printf("Please input a:");
scanf("%d", &a);
printf("Please input b:");
scanf("%d", &b);
max = a > b ? a : b;
printf("max is:%d\n",max);
return 0;
}
執行以上程序，輸出結果為：
Please input a:5
Please input b:10
max is:10
實例解析：
先計算a > b，值為false，將b的值返回，結果為10。
8.其他運算符
- 1）sizeof：長度運算符
- 2）& ：取地址運算符
- 3）[]：下標運算符
- 4）* ：指針運算符
- 5）. ：結構體成員運算符
- 6）->：指向結構體成員運算符
這里介紹一下sizeof長度運算符，其余的在后面會講到。sizeof運算符返回一個數據類型、變量、常量所占的字節長度，可以使用printf()函數來輸出。
【實例6.6】sizeof長度運算符
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 100;
printf("int類型字節長度:%d\n", sizeof(int));
printf("變量a字節長度:%d\n", sizeof(a));
printf("常量100字節長度:%d\n", sizeof(100));
return 0;
}
執行以上程序，輸出結果為：
int類型字節長度:4
變量a字節長度:4
常量100字節長度:4
實例解析：
可以看到結果都是4，這是因為int類型的字節長度是4，變量a的字節長度也就是4，存儲的常量100自然也就是4。
9.總結
總結一下，本節內容主要介紹了C語言的算術運算符、關系運算符、邏輯運算符、位運算符、賦值運算符、條件運算符和其他運算符。
10.練習
6-1 下面程序的輸出結果是什么？
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 12, b = 1;
int c = a - (b--);
int d = (++a) - (--b);
printf("c=%d, d=%d\n", c, d);
return 0;
}
6-2 判斷下面結果是true還是flase:
1 > 1 && 3 < 4 || 4 > 5 && 2 > 1 && 9 > 8 || 7 < 6
! 2 > 1 and 3 < 4 or 4 > 5 and 2 > 1 and 9 > 8 or 7 < 6
6-3 編寫一個程序，比較三個數的最大值。
可以在評論中，寫下你們的練習答案。
之后的文章會給大家帶來更精彩的內容
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