c++ c语言 - 运算符和类型转换

Posted 2021-04-25 桔梗与少年

c 语法5 - 运算符和类型转换

一、算术运算符

运算符	描述	实例
+	把两个操作数相加	A + B 将得到 30
-	从第一个操作数中减去第二个操作数	A - B 将得到 -10
*	把两个操作数相乘	A * B 将得到 200
/	分子除以分母	B / A 将得到 2
%	取模运算符，整除后的余数	B % A 将得到 0
++	自增运算符，整数值增加 1	A++ 将得到 11
--	自减运算符，整数值减少 1	A-- 将得到 9

1、加减乘除

和一般的加减乘除无区别，注意输出格式即可，无法除以0

除法运算后得到的结果给整型变量时候，取整数部分

#include <stdio.h>

int main(void){
 int a = 10;
 int b = 20;
 
 printf("a + b = %d\n",a+b);
 printf("a - b = %d\n",a-b);
 printf("a * b = %d\n",a*b);
 printf("b / a = %d\n",b/a);
 return 0;
}

2、取余

%就是取余数运算,也就是模运算（mod）。设a,b是两个整数，a%b的结果就就是a÷b得到的余数 例如5%3=2 （商1余2） 9%4=1 （商2余1） 3%7=3 （商0余3）

#include <stdio.h>

int main(void){
 int a = 10;
 int b = 8;
 printf("a = %d\n",a);
 printf("b = %d\n",b);
 printf("a %s b = %d\n","%",a%b);
 return 0;
}

3、（++）与（- -）

++ 与- -是一对让算数运算方便的自增属性的算术式。

++是自增，分为前缀自增与后缀自增。而- -则是自减，也分为前缀自减与后缀自减。

但是都是等效于

i ++ / ++i ==》 i = i+1

独立式子中，没有区别，但是在与其他表达式结合的时候将发挥作用。

#include <stdio.h>

int main(void){
 int a = 10;
 printf("a++\n");
 printf("a = %d\n",a++);
 printf("a = %d\n",a);
 printf("++a\n");
 printf("a = %d\n",++a);
 printf("a = %d\n",a);
 return 0;
}

明显可以看出，++a与a++的区别。

二、赋值运算符

赋值运算符代表了在运算结束之后，给予变量一个值。

这里仅展示非位运算的运算符

运算符	描述	实例
=	简单的赋值运算符，把右边操作数的值赋给左边操作数	C=A＋B将把A+B的值赋给C
+=	加且赋值运算符，把右边操作数加上左边操作数的结果赋值给左边操作数	C+=A相当于C=C+A
-=	减且赋值运算符，把左边操作数减去右边操作数的结果赋值给左边操作数	C-=A相当于C=C-A
*=	乘且赋值运算符，把右边操作数乘以左边操作数的结果赋值给左边操作数	C* =A相当于 C= C *A
/=	除且赋值运算符，把左边操作数除以右边操作数的结果赋值给左边操作数	C/=A相当于C=C/A
%=	求模且赋值运算符，求两个操作数的模赋值给左边操作数	C %=A相当于C=C%A
<<=	左移且赋值运算符	C<<=2等同于C=C<<2
>>=	右移且赋值运算符	C>>=2等同于C=C>>2
&=	按位与且赋值运算符	C&=2等同于C=C&2
^=	按位异或且赋值运算符	C^=2等同于C=C^2
|=	按位或且斌值运算符	C|=2等同于C=C|2

#include <stdio.h>
int pf(int a,int c){
 printf("a = %d,c = %d\n\n",a,c);
 return 0;
}
int main(void){
   int a = 21;
   int c ;
   printf("Line 1 ： =  运算符实例");c =  a;pf(a,c);
   printf("Line 2 ： += 运算符实例");c +=  a;pf(a,c);
   printf("Line 3 ： -= 运算符实例");c -=  a;pf(a,c);
   printf("Line 4 ：*= 运算符实例"); c *=  a;pf(a,c);
   printf("Line 5 ： /= 运算符实例"); c /=  a;pf(a,c);
   
   c  = 200;
   printf("Line 6 ： %= 运算符实例，c 的原本值 = %d\n", c );c %=  a;pf(a,c);
   printf("Line 7 ： <<= 运算符实例，c 的原本值 = %d\n", c );c <<=  2;pf(a,c);
   printf("Line 8 ： >>= 运算符实例，c 的原本值 = %d\n", c ); c >>=  2;pf(a,c);
   printf("Line 9 ： &= 运算符实例，c 的原本值 = %d\n", c );c &=  2;pf(a,c);
   printf("Line 10 ： ^= 运算符实例，c 的原本值 = %d\n", c );c ^=  2;pf(a,c);
   printf("Line 11 ： |= 运算符实例，c 的原本值 = %d\n", c );c |=  2;pf(a,c);
}

三、比较（关系）运算符

运算符	含  义	数学中的表示
<	小于	<
<=	小于或等于	≤
>	大于	>
>=	大于或等于	≥
==	判等于	=
!=	不等于	≠

关系运算符都是双目运算符，其结合性均为左结合。关系运算符的优先级低于算术运算符，高于赋值运算符。在六个关系运算符中，<、<=、>、>=的优先级相同，高于==和!=，==和!=的优先级相同。

#include <stdio.h>
int main(){
    char c='k';
    int i=1, j=2, k=3;
    float x=3e+5, y=0.85;
    int result_1 = 'a'+5<c, result_2 = x-5.25<=x+y;
    printf( "%d, %d\n", result_1, -i-2*j>=k+1 );
    printf( "%d, %d\n", 1<j<5, result_2 );
    printf( "%d, %d\n", i+j+k==-2*j, k==j==i+5 );
    return 0;
}

四、逻辑运算符

一般把0为假，非0为真。计算机里的话则是1一般代表计算机输出的真值

运算符	术语	实例	结果
！	非（非真为假，非假为真）	！a	如果a为假，则!a为真;   如果a为真，则!a为假。
&&	与（同真为真，有假为假）	a&&b	如果a和b都为真，则结果为真，否则为假。
||	或（有真为真，同假为假）	a||b	如果a和b有一个为真，则结果为真，二者都为假时，结果为假。

逻辑符非

c#include <stdio.h>

int main(void){
 int a = 10;
 int b = 0;
 printf("a = %d !a = %d\n",a, !a);
 printf("b = %d !b = %d\n",b, !b);
 return 0;
}

我们可以看到，当a = 10时，！a由于取反，则变成了代表假的0

当b  = 0时，则！b取反则变成了代表真的1

一般情况下，只要是非0即可代表真。

逻辑符与

#include <stdio.h>

int main(void){
 int a = 10;
 int b = 0;
 printf("a = %d,b = %d a&&b = %d\n",a, b, a&&b);
 return 0;
}

由于a=10代表真，b=0代表假，则a&&b代表假

逻辑符或

#include <stdio.h>

int main(void){
 int a = 10;
 int b = 0;
 printf("a = %d !a = %d\n",a, !a);
 printf("b = %d !b = %d\n",b, !b);
 printf("a = %d,b = %d a&&b = %d\n",a, b, a&&b);
 printf("a = %d,b = %d a||b = %d\n",a, b, a||b);
 return 0;
}

五、位运算符

真值表

p	q	p & q	p | q	p ^ q
0	0	0	0	0
0	1	0	1	1
1	1	1	1	0
1	0	0	1	1

假设变量 A 的值为 60，变量 B 的值为 13，则：

与运算符&

按位与操作，按二进制位进行"与"运算。运算规则：

0&0=0;   
0&1=0;    
1&0=0;     
1&1=1;

(A & B) 将得到 12，即为 0000 1100

或运算符 |

按位或运算符，按二进制位进行"或"运算。运算规则：

0|0=0;   
0|1=1;   
1|0=1;    
1|1=1;

(A | B) 将得到 61，即为 0011 1101

异或运算符^

异或运算符，按二进制位进行"异或"运算。运算规则：

0^0=0;   
0^1=1;   
1^0=1;  
1^1=0;

(A ^ B) 将得到 49，即为 0011 0001

取反运算符 ~

取反运算符，按二进制位进行"取反"运算。运算规则：

~1=0;   
~0=1;

(~A ) 将得到 -61，即为 1100 0011，一个有符号二进制数的补码形式。

左移运算符 <<

二进制左移运算符。将一个运算对象的各二进制位全部左移若干位（左边的二进制位丢弃，右边补0）。

A << 2 将得到 240，即为 1111 0000

右移运算符 >>

二进制右移运算符。将一个数的各二进制位全部右移若干位，正数左补0，负数左补1，右边丢弃。

A >> 2 将得到 15，即为 0000 1111

#include <stdio.h>

int main(void){
   unsigned int a = 60;    /* 60 = 0011 1100 */
   unsigned int b = 13;    /* 13 = 0000 1101 */
   int c = 0;
   c = a & b;       /* 12 = 0000 1100 */
   printf("Line 1 - c 的值是 %d\n", c );
   c = a | b;       /* 61 = 0011 1101 */
   printf("Line 2 - c 的值是 %d\n", c );
   c = a ^ b;       /* 49 = 0011 0001 */
   printf("Line 3 - c 的值是 %d\n", c );
   c = ~a;          /*-61 = 1100 0011 */
   printf("Line 4 - c 的值是 %d\n", c );
   c = a << 2;     /* 240 = 1111 0000 */
   printf("Line 5 - c 的值是 %d\n", c );
   c = a >> 2;     /* 15 = 0000 1111 */
   printf("Line 6 - c 的值是 %d\n", c );
}

六、三目运算符和逗号运算符

三目运算符 ？：

表达式1 ？ 表达式2**：** 表达式3

表达式1为一个判别表达式：若表达式1为真，则整个三目运算取值表达式2

若表达式1为假，则整个三目运算取值为表达式3

#include<stdio.h>

int main(void){
 int a = 40;
 int b = 50;
 printf("%s",a>b ? "a>b" : "a<b" );
 return 0;
}

逗号运算符 ，

一般用于连接定义或者声明变量以及连接表达式的运算符。逗号运算符可以结合形成逗号表达式，通过运算之后获取的话会获取到最后一位。

#include<stdio.h>

int main(void){
 int a = 40, b = 20, c = 10;    //同时定义三个整型变量
 int x = (a = 4, b = 2, c = 1); //逗号运算符表达式，x获得表达式最后一个值的结果，同时值被改写
 
 printf("X = %d\n", x);
 printf("a = %d\n", a);
 printf("b = %d\n", b);
 printf("c = %d\n", c);
 
 return 0;
}

七、运算符优先级

单目运算符：代表运算过程只有一个变量

双目运算符：代表运算过程存在两个变量

以此类推

同一优先级的运算符，运算次序由结合方向所决定。

简单记就是：！> 算术运算符 > 关系运算符 > && > || > 赋值运算符

优先级1

运算符	名称或含义	使用形式	结合方向	说明
[]	数组下标	数组名[常量表达式]	左到右
()	圆括号	（表达式）/函数名(形参表)	左到右
.	成员选择（对象）	对象.成员名	左到右
->	成员选择（指针）	对象指针->成员名	左到右
--	后置自减运算符	--变量名	左到右	单目运算符
++	后置自增运算符	++变量名	左到右	单目运算符

优先级2

运算符	名称或含义	使用形式	结合方向	说明
-	负号运算符	-表达式	右到左	单目运算符
(类型)	强制类型转换	(数据类型)表达式	右到左
++	前置自增运算符	变量名++	右到左	单目运算符
--	前置自减运算符	变量名--	右到左	单目运算符
*	取值运算符	*指针变量	右到左	单目运算符
&	取地址运算符	&变量名	右到左	单目运算符
!	逻辑非运算符	!表达式	右到左	单目运算符
~	按位取反运算符	~表达式	右到左	单目运算符
sizeof	长度运算符	sizeof(表达式)	右到左

优先级3

运算符	名称或含义	使用形式	结合方向	说明
/	除	表达式/表达式	左到右	双目运算符
*	乘	表达式*表达式	左到右	双目运算符
%	余数（取模）	整型表达式/整型表达式	左到右	双目运算符

优先级4

运算符	名称或含义	使用形式	结合方向	说明
+	加	表达式+表达式	左到右	双目运算符
-	减	表达式-表达式	左到右	双目运算符

优先级5

运算符	名称或含义	使用形式	结合方向	说明
<<	左移	变量<<表达式	左到右	双目运算符
>>	右移	变量>>表达式	左到右	双目运算符

优先级6

运算符	名称或含义	使用形式	结合方向	说明
>	大于	表达式>表达式	左到右	双目运算符
>=	大于等于	表达式>=表达式	左到右	双目运算符
<	小于	表达式<表达式	左到右	双目运算符
<=	小于等于	表达式<=表达式	左到右	双目运算符

优先级7

运算符	名称或含义	使用形式	结合方向	说明
==	等于	表达式==表达式	左到右	双目运算符
!=	不等于	表达式!= 表达式	左到右	双目运算符

优先级8~13

优先级	运算符	名称或含义	使用形式	结合方向	说明
8	&	按位与	表达式&表达式	左到右	双目运算符
9	^	按位异或	表达式^表达式	左到右	双目运算符
10	|	按位或	表达式|表达式	左到右	双目运算符
11	&&	逻辑与	表达式&&表达式	左到右	双目运算符
12	||	逻辑或	表达式||表达式	左到右	双目运算符
13	? :	条件运算符	表达式1? 表达式2: 表达式3	右到左	三目运算符

优先级14

运算符	名称或含义	使用形式	结合方向
=	赋值运算符	变量=表达式	右到左
/=	除后赋值	变量/=表达式	右到左
*=	乘后赋值	变量*=表达式	右到左
%=	取模后赋值	变量%=表达式	右到左
+=	加后赋值	变量+=表达式	右到左
-=	减后赋值	变量-=表达式	右到左
<<=	左移后赋值	变量<<=表达式	右到左
>>=	右移后赋值	变量>>=表达式	右到左
&=	按位与后赋值	变量&=表达式	右到左
^=	按位异或后赋值	变量^=表达式	右到左
|=	按位或后赋值	变量|=表达式	右到左

优先级15

运算符	名称或含义	使用形式	结合方向	说明
,	逗号运算符	表达式,表达式,…	左到右	从左向右顺序运算

类型转换

数据拥有不同的数据类型，不同数据类型之间进行混合运算必然涉及类型的转换问题。

转换的方法有两种: 自动转换(隐式转换):遵循一定的规则,由编译系统自动完成。 强制类型转换:把表达式的运算结果强制转换成所需的数据类型。

**类型转换的原则:**占用内存字节数少(值域小)的类型，向占用内存字节数多(值域大)的类型转换，以保证精度不降低。

大 ==》 小有可能存在问题；小 ==》 大没问题；

隐式转换

**特点：**由编译器自动完成的类型转换

• 算术运算式中，低类型转换为高类型
• 赋值表达式中，表达式的值转换为左边变量的类型
• 函数调用时，实参转换为形参的类型
• 函数返回值，return表达式转换为返回值类型

#include <stdio.h>

int main(void){
    int i = -2;
    unsigned int j = 1;
    if( (i + j) >= 0 ){
        printf("i+j>=0\n");
    }
    else{
        printf("i+j<0\n");
    }
    printf("i+j=%d\n", i + j);
    return 0;
}

在计算时，转换为高类型，即unsigned int，判断>0,这里感觉没有错。那为什么输出-1，跟我们正常算-2+1的结果一样呢。

我们都知道计算机是补码存储，-2+1的unsigned int结果是0xffffffff，对于输出的%d其实是int类型，所以自然打印就是-1了。

强制类型转换

虽然自动类型转换不需要人工干预，使用方便，但有利也有弊，尤其当自动类型转换是从较高类型转换为较低类型时，将会降低精度或截断数据，可能得不到预期的结果。

为了给程序设计人员提供更多的类型转换控制权限，使程序设计更加灵活，转换的目的更加清晰，C 语言提供了可显式指定类型转换的语法支持，通常称之为强制类型转换。

强制类型转换的格式为：

(目标类型) 表达式
(目标类型) 变量

#include <stdio.h>

int main(void){
    float p = 3.6;
 int w = 4;
 double sum = (int)p*w;
 printf("输出浮点数：%lf",sum);
    return 0;
}

我们将p直接转成int类型，则p取整数部分进行运算

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2020-8-21

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图 | 郭嘉

文 | 郭嘉

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