運(yùn)算符與表達(dá)式概述

一、運(yùn)算符與表達(dá)式概述

二、左值和右值

三、運(yùn)算符的優(yōu)先級與結(jié)合性

四、算術(shù)運(yùn)算表達(dá)式

五、混合運(yùn)算時數(shù)據(jù)的類型轉(zhuǎn)換

六、賦值表達(dá)式和混合賦值第三章運(yùn)算符與表達(dá)式1一、運(yùn)算符與表達(dá)式概述

表達(dá)式由操作數(shù)和運(yùn)算符構(gòu)成，操作數(shù)描述數(shù)據(jù)的狀態(tài)信息，運(yùn)算符限定了建立在操作數(shù)之上的動作。簡單的運(yùn)算符表達(dá)式對應(yīng)著匯編語言中的一條指令。在表達(dá)式后加一個分號“;“就構(gòu)成表達(dá)式語句，用于表達(dá)式的求值計算。例如x=y是賦值表達(dá)式，x=y;是賦值表達(dá)式語句。2運(yùn)算符主要有下面幾類:1.

后置運(yùn)算符（）[]++--2.

前置運(yùn)算符newdeletesizeof++--！~-*&3.

算術(shù)運(yùn)算符*/%+-4.

位運(yùn)算符~<<>>&^|5.

關(guān)系運(yùn)算符<>>=<===!=6.

邏輯運(yùn)算符!&&||7.

條件運(yùn)算符？：8.

賦值運(yùn)算符=+=-=*=/=%=>>=<<=&=^=|=9.

逗號運(yùn)算符，

3其中腳標(biāo)表示具體優(yōu)先級別，未注明腳標(biāo)的運(yùn)算符排在前的一般擁有較高的優(yōu)先級別。字符@不屬于C/C++的字符集，字符@來代替上面各種具體的運(yùn)算符，作為運(yùn)算符的抽象。對于雙目運(yùn)算符，其使用形式為：

左操作數(shù)運(yùn)算符右操作數(shù)

leftOperand@rightOperand

例如:4*5.2,6>3.1,x||y,x+=y;其中*,>,||,+=是雙目運(yùn)算符，而4,6,x視為左操作數(shù),5.2,3.1,y視為右操作數(shù)。

4對于單目運(yùn)算符，其使用形式為： 運(yùn)算符操作數(shù)@operand例如：

++x,~1,&x,!y;

表達(dá)式是操作數(shù)和運(yùn)算符構(gòu)成的算式，其結(jié)果是具有確定類型的數(shù)據(jù)值。運(yùn)算是分層次來進(jìn)行的，由此分成源操作數(shù)和目標(biāo)操作數(shù)，目標(biāo)操作數(shù)可以作為下一個回合的源操作數(shù)。例如!y中的是y源操作數(shù)，運(yùn)算的結(jié)果是目標(biāo)操作數(shù)。對于賦值表達(dá)式存在兩種等價的稱謂： 左操作數(shù)=右操作數(shù)目標(biāo)操作數(shù)=源操作數(shù)5二、左值和右值表達(dá)式有兩個特點(diǎn)：一個特點(diǎn)是表達(dá)式具有一定的數(shù)值，另一個特點(diǎn)是表達(dá)式具有類型屬性。表達(dá)式的類型屬性用于指出其占有的內(nèi)存大小。根據(jù)操作數(shù)運(yùn)算的來源與結(jié)果是否與內(nèi)存相關(guān),表達(dá)式分為左值和右值。

左值是對應(yīng)內(nèi)存數(shù)據(jù)的一個表達(dá)式,最常見的左值是變量。左值表達(dá)式最終必須通過變量定義語句分配內(nèi)存。允許刷新的數(shù)據(jù)區(qū)稱為左值數(shù)據(jù)區(qū)。左值可多次出現(xiàn)在賦值運(yùn)算符的左側(cè)，右值不行。

6右值出現(xiàn)在賦值運(yùn)算符的右側(cè),僅含右值的操作數(shù)不改變內(nèi)存的數(shù)據(jù)狀態(tài)，右值不一定具有存儲地址,而左值則擁有存儲地址。左值可作為右值。常見的右值為常數(shù)，例如數(shù)組名a可作為右值不能作為左值，而數(shù)組元素a[i]是左值表達(dá)式。變量的引用是左值。但const限定的名稱是右值。

例如：對于{int

x,&y=x;constintc=1,&d=c;}，x,y

是左值，c,d是右值。7算術(shù)、邏輯和關(guān)系運(yùn)算符不要求左值操作數(shù)，計算的結(jié)果為右值。系統(tǒng)在編譯階段檢查運(yùn)算符與各操作數(shù)之間左值右值的匹配性。例如：

doublev=2.0;constdoublee=1.0;

表達(dá)式v--,v=e*e,v+=e,(v+=e)-=1是正確的，而++e，e=v,e-=v,e*v=4.0,(v+e)-=1等是錯誤的。8三、運(yùn)算符的優(yōu)先級與結(jié)合性

運(yùn)算符的優(yōu)先級和結(jié)合性用于確定連接在一起的復(fù)雜表達(dá)式先后求值的次序性。1、結(jié)合性(associativity)

運(yùn)算符結(jié)合性是指相同級別的運(yùn)算符相關(guān)聯(lián)的表達(dá)式各操作數(shù)之間的運(yùn)算結(jié)合次序。例如算術(shù)運(yùn)算加+減-具有相同的級別，下面的表達(dá)式如何計算？

1-2+3或i-j+k

C/C++規(guī)定加減乘除算術(shù)運(yùn)算的結(jié)合性是從左到右，于是運(yùn)算的次序進(jìn)一步確定為：

(1-2)+3或(i-j)+k

9因此(1-2)+3的結(jié)果為2而不是1-(2+3)=-4。i-j+k

確定為(i-j)+k,而不是i-(j+k)。同理1/2*3處理為(1/2)*3，結(jié)果是0。

單目運(yùn)算符和三目運(yùn)算符是右結(jié)合性的。雙目運(yùn)算符除直接賦值和復(fù)合賦值運(yùn)算符是右結(jié)合的以外，其余都是左結(jié)合的。運(yùn)算符結(jié)合性用于確定同一級別相關(guān)操作數(shù)綁定的緊密程度。102、優(yōu)先級(precedence)

將復(fù)雜的表達(dá)式分解為簡單的表達(dá)式過程中，運(yùn)算符的優(yōu)先級用于判定各表達(dá)式的先后執(zhí)行次序。運(yùn)算符的優(yōu)先級越高，相關(guān)聯(lián)的表達(dá)式就越先組合在一起完成求值計算。 圓括號()運(yùn)算符具有最高的優(yōu)先級，如果圓括號是多層嵌套的，首先計算最內(nèi)層配對的圓括號中的表達(dá)式。對于優(yōu)先級相同的表達(dá)式序列，表達(dá)式求值的次序取決于同級操作符的結(jié)合性；左結(jié)合的操作符各表達(dá)式總體上從左到右依次求值，右結(jié)合的則相反。

11不再內(nèi)嵌其它表達(dá)式的操作數(shù)稱為基本表達(dá)式。常見的基本表達(dá)式是常數(shù)、變量名、數(shù)組名和函數(shù)名。另一個值得關(guān)注的基本表達(dá)式是圓括號括起來的表達(dá)式如(e)，圓括號用于提高其中表達(dá)式e的優(yōu)先級。

例如：對于(y/x)*(x*3.1),(y/x)就視為基本表達(dá)式,(x*3.1)也作為基本表達(dá)式。 對于形如(e1)@(e2)的表達(dá)式C/C++語言一般并未規(guī)定基本表達(dá)式e1和e2的求值次序，即編譯器可以先對e2例如(x*3.1)完成初始化計算，特別地當(dāng)e2對應(yīng)函數(shù)調(diào)用時。12對于表達(dá)式：

r=1-4*3/2+6/3根據(jù)運(yùn)算符的優(yōu)先級也就是數(shù)學(xué)上先乘除后加減的運(yùn)算規(guī)則和結(jié)合性系統(tǒng)處理為：

r=((1-((4*3)/2))+(6/3))這樣r的值可以無歧義地確定為(1-6)+2=-3。13四、算術(shù)運(yùn)算表達(dá)式

算術(shù)運(yùn)算就是加減乘除運(yùn)算以及求余數(shù)運(yùn)算,算術(shù)運(yùn)算符是左結(jié)合的雙目運(yùn)算符,左操作數(shù)與右操作數(shù)的類型可以不一致,運(yùn)算時執(zhí)行常用的算術(shù)類型轉(zhuǎn)換，運(yùn)算的結(jié)果是右值。它們的格式為：

乘法運(yùn)算：e1*e22*3=6,3*1.1=3.3

除法運(yùn)算：e1/e26/5的結(jié)果是1，2/4的結(jié)果是0，

2.0/4的結(jié)果是0.5。

求余運(yùn)算：n%mm%(m+1)=m,(m+1)%m=1,n=k*m+j,則n%m的值為j；求余運(yùn)算求兩個整數(shù)相除的余數(shù)，求余數(shù)運(yùn)算兩個操作數(shù)必須是整型。

14對于正整數(shù)之間的關(guān)系式n=k*m+j,則n%m的值為j，其中j為小于m的整數(shù)。求余運(yùn)算也稱取模運(yùn)算。

加法運(yùn)算：e1+e2減法運(yùn)算：e1-e2

減法運(yùn)算：e1-e2

加減法運(yùn)算中的表達(dá)式有兩種類型的操作數(shù)：一種是算術(shù)類型，算術(shù)類型的操作數(shù)得到的是兩個操作數(shù)的和或差。另一種是指針類型，對于e1-e2,如果e1為指針，則e2為整型或者都為指針表達(dá)式。e1+e2僅其中之一為指針表達(dá)式，另一個為整型表達(dá)式。運(yùn)算過程存在溢出，溢出是運(yùn)算的結(jié)果超出該數(shù)據(jù)能表示的范圍。15[例]

整型數(shù)據(jù)的溢出和格式轉(zhuǎn)換函數(shù)

#include<stdio.h>voidmain(void) {unsignedchark=(char)0xff; signedcharn=(char)0xff;//輸出

printf("%d,[%d,%x]\n",k,k+1,k+1);

printf("%d,[%d,%x]\n",n,n+1,n+1);//-1,[0,0]}00000001000000000x100

'\xff'

1111111116五、混合運(yùn)算時數(shù)據(jù)的類型轉(zhuǎn)換1、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換又稱為顯式類型轉(zhuǎn)換，類型轉(zhuǎn)換不管是隱含的還是顯式的都具有強(qiáng)制的性質(zhì)。強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換有兩種形式，一種是C++新增的函數(shù)表達(dá)式的形式：類型名(表達(dá)式)type(expression)另一種是C語言中采用已久的類型轉(zhuǎn)換形式：（類型名）表達(dá)式(type)(expression)

兩種形式在基本數(shù)據(jù)類型的情形具有相同的結(jié)果，但函數(shù)表達(dá)式的形式不適宜于指針和引用的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。17強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的作用就是將表達(dá)式的類型轉(zhuǎn)換為類型名指定的數(shù)據(jù)類型。例如：

floatx=5.9;intk=int(x)+(int)x;(int)x+x

(int)(x+x)(int)6.5%4

對于簡單的變量類型轉(zhuǎn)換時推薦采用傳統(tǒng)的C語言形式。值得指出強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換中出現(xiàn)在表達(dá)式中變量的值在轉(zhuǎn)換中并沒有發(fā)生變化。182、常用的算術(shù)轉(zhuǎn)換

當(dāng)兩個操作數(shù)類型不相同時，常用的算術(shù)轉(zhuǎn)換應(yīng)用于雙目運(yùn)算符(主要是加減乘除算術(shù)運(yùn)算符)其目的是產(chǎn)生一個公共的類型,它也是雙目運(yùn)算表達(dá)式結(jié)果的類型。為了確定實(shí)際發(fā)生的轉(zhuǎn)換，不妨簡單地認(rèn)為編譯器初步根據(jù)變量類型的字節(jié)長度1,2,4和8或10把算術(shù)類型數(shù)據(jù)從低到高分為多個級別，應(yīng)用于表達(dá)式中的雙目操作。19

1.longdoubleif某操作數(shù)為longdouble,

另一操作數(shù)變?yōu)閘ongdouble.2.doubleelseif某操作數(shù)為double,

另一操作數(shù)變?yōu)閐ouble.3.floatelseif某操作數(shù)為float,另一操作數(shù)變?yōu)閒loat4.unsignedlongelseif某操作數(shù)為unsignedlong,

另一操作數(shù)為unsignedlong4.longelseif某操作數(shù)為long,另一操作數(shù)變?yōu)閘ong5.unsignedintelseif某操作數(shù)為unsignedint,

另一操作數(shù)變?yōu)閑lse兩個操作數(shù)變?yōu)閕nt。

6.unsignedshortshort

7.unsignedcharcharsignedchar

各種算術(shù)類型數(shù)據(jù)的順序低高20在混合類型的表達(dá)式中，轉(zhuǎn)換是自動將數(shù)據(jù)向較高級別類型轉(zhuǎn)換的過程。雙目操作數(shù)中，低類型的數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為高類型的數(shù)據(jù)。無符號整數(shù)的類型高于有符號的整數(shù)類型。

int數(shù)據(jù)類型以下的運(yùn)算轉(zhuǎn)換為int類型處理。如char和short類型的運(yùn)算都轉(zhuǎn)換為int數(shù)據(jù)類型。例如：sizeof(‘c’/‘d’)=sizeof(int)，sizeof(‘\\’/(short)1)=4。

long型數(shù)據(jù)與double型數(shù)據(jù)運(yùn)算，先將long型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為double型，結(jié)果為double型；一個float型數(shù)據(jù)與一個char型數(shù)據(jù)運(yùn)算，直接將char型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成float型數(shù)據(jù)，結(jié)果為float型數(shù)據(jù)。即：表達(dá)式11.0f*‘x’11.0f*(float)'x'。21浮點(diǎn)協(xié)處理器的缺省運(yùn)算是double類型，這意味兩個float數(shù)的運(yùn)算可優(yōu)先轉(zhuǎn)換為double類型，結(jié)果的類型可以是float類型。如sizeof(1.0f/2.0f)=4而sizeof(1.0/2.0f)=8。

例如:sizeof(1L/2.0f)=sizeof(float)=4是vc6.0的結(jié)果。

當(dāng)longdouble型變量占8個字節(jié)的內(nèi)存時其數(shù)據(jù)類型的精度同double。這是微軟編譯器的約定。

char、short和long在早期的C語言中都?xì)w屬于整型，關(guān)鍵字int充當(dāng)了整型變量的溝通聯(lián)系的橋梁作用。脫胎于C語言的C++依然保留了這一歷史的痕跡。在16位編程模式下int占2個字節(jié)的內(nèi)存，32位編程模式下int占4個字節(jié)的內(nèi)存。223、隱含類型轉(zhuǎn)換

在運(yùn)算符兩邊數(shù)據(jù)類型不同時，系統(tǒng)自動進(jìn)行隱含類型轉(zhuǎn)換。隱含類型轉(zhuǎn)換的規(guī)則如下：

1.

轉(zhuǎn)換是按照運(yùn)算表達(dá)式的優(yōu)先級別分步進(jìn)行的，優(yōu)先級高的優(yōu)先完成轉(zhuǎn)換。

2.

在同一級別表達(dá)式中，操作數(shù)先直接轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)類型保值精度更強(qiáng)的形式。

3.

源操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型最終轉(zhuǎn)換為目標(biāo)的數(shù)據(jù)類型。

4.

關(guān)系和邏輯運(yùn)算結(jié)果為0或1，0,1的目標(biāo)類型在C中為int型，C++為bool型。23數(shù)據(jù)占有的內(nèi)存字節(jié)數(shù)制約數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度的得失。通常數(shù)據(jù)類型占有的字節(jié)多，表示的數(shù)據(jù)范圍越大。數(shù)據(jù)類型表示的數(shù)據(jù)范圍越大，其保值精度越強(qiáng)，相應(yīng)地數(shù)據(jù)類型的級別高，操作數(shù)的數(shù)據(jù)總是從低類型的數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為高類型的數(shù)據(jù)。整型、實(shí)型和字符型數(shù)據(jù)允許進(jìn)行混合運(yùn)算。例如：

3+'c'+'z'*10f-5/2.0等價于 int

float

double

int

float

double

double

float

((3+'c'

)+('

z'*10f))-(5/2.0)24

根據(jù)優(yōu)先級和結(jié)合性，上面復(fù)雜表達(dá)式的運(yùn)算在幕后可以分解為如下各種次序：

1.

先乘除后加減，從左到右運(yùn)算。(編譯器可以先算e2=5/2.0，后算e1='z'*10f)

floate1='z'*10f;doublee2=5/2.0;

registerinte3=3+'c';

floate4=e3+e1;

doublee5=e4-e2; 25

2.

對圓括號的基本表達(dá)式從左到右運(yùn)算。(各種分解都導(dǎo)致e5=e4-e2)

registerinte3=3+'c';floate1='z'*10f;doublee2=5/2.0;

floate4=e3+e1;doublee5=e4-e2;

上面的兩種分解得到同樣的結(jié)果e5=1319.50000。這也就是原表達(dá)式的結(jié)果。 下面運(yùn)算說明優(yōu)先級高的先完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換: printf("%d,%d,%f\n",int(2.5)*4+5/4,int(2.5*4+5/4),2.5*4+5/4.0);//輸出結(jié)果:9,11,11.25000026六、賦值表達(dá)式和混合賦值

其結(jié)果為左值表達(dá)式，結(jié)果的類型是左操作數(shù)的類型.其一般形式為：變量=運(yùn)算表達(dá)式lvalue=expre

賦值運(yùn)算符左邊的操作數(shù)必須是左值，右操作數(shù)可以是單一的常數(shù)、變量和非void類型的函數(shù)調(diào)用。賦值運(yùn)算符=是先右結(jié)合的，即lvalue=expre理解為lvalue=(expre)，程序先取出右操作數(shù)的值，然后把右操作數(shù)的值送入左操作數(shù)對應(yīng)的內(nèi)存單元。數(shù)學(xué)公式x=x+1是無意義的,但卻是合法的表達(dá)式。其含義為先求出表達(dá)式x+1的值，再將該值賦給x。27在一個賦值表達(dá)式中，可以包含另一個表達(dá)式,其運(yùn)算順序是從右向左進(jìn)行，例如：

i=j=k=l=0;//右結(jié)合性等價于i=(j=(k=(l=0)));編譯器分解為：l=0;k=l;j=k;i=j;

賦值運(yùn)算符兩邊數(shù)據(jù)類型相同時賦值運(yùn)算是精確的二進(jìn)制數(shù)據(jù)拷貝。在運(yùn)算符兩邊的數(shù)據(jù)類型不同時，系統(tǒng)自動進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換。類型轉(zhuǎn)換的規(guī)則是源操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為目標(biāo)操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型。這里，賦值運(yùn)算符的隱含轉(zhuǎn)換規(guī)則是右邊的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為左邊的類型。類型轉(zhuǎn)換的規(guī)則如下：281.同等長度的整型數(shù)據(jù)賦值或轉(zhuǎn)換。同長度類型數(shù)據(jù)有符號數(shù)和無符號數(shù)之間數(shù)據(jù)的賦值是精確的，左操作數(shù)具有與右操作數(shù)相同的內(nèi)存狀態(tài)。但對于數(shù)據(jù)的解釋上存在差別，有符號整數(shù)其最高位用于鑒別其正負(fù)，最高位為0表示該數(shù)為正，最高位為1表示該數(shù)為負(fù)。而無符號數(shù)的最高位本身作為數(shù)據(jù)的一部分。負(fù)數(shù)以補(bǔ)碼原碼轉(zhuǎn)換即間接求補(bǔ)顯示。signed1shorti='\xfe';unsignedshortk=i;1111111111111110111111111111111029[例]同長度整型數(shù)的賦值操作

#include<stdio.h>voidmain(void)//輸出

{signedshorti='\xfe';

printf("%4hx,%d\n",i,i);//fffe,-2unsignedshortk=i;

printf("%4hx,%d\n",k,k);//fffe,65534}

格式%4hx表示以4字符寬度輸出16進(jìn)制的短整型的內(nèi)存數(shù)據(jù)狀態(tài)。302.向長字節(jié)擴(kuò)展。整型數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換為更長的有符號或無符號整數(shù),這種轉(zhuǎn)換稱為向長字節(jié)擴(kuò)展。無符號數(shù)擴(kuò)展時以0進(jìn)行擴(kuò)展位的填充,簡稱0擴(kuò)充。這樣立即數(shù)‘\x7f’擴(kuò)展為0x0000007f，帶符號數(shù)擴(kuò)展時最高位為1時(可強(qiáng)制)以1進(jìn)行擴(kuò)展位的填充，最高位為0時以0進(jìn)行擴(kuò)展位的填充，稱為符號擴(kuò)充。但簡寫的int

立即數(shù)0x9f等價于0x0000009f。

100111111111111110011111

011111110000000001111111'\x7f'(0擴(kuò)展)

'\x9f'(1擴(kuò)展)

31[例]短整型數(shù)向長整型數(shù)的擴(kuò)展#include<stdio.h>voidmain(void){shorts=(signedchar)0x7f;

printf("%08x,%d\n",s,s);//輸出0000007f,127

intk=0x9f;

printf("%08x,%d\n",k,k);//輸出0000009f,159

inti=(signedchar)0x9f;

printf("%x,%d\n",i,i);//輸出ffffff9f,-97}

323.

向低字節(jié)截斷轉(zhuǎn)換整型數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換為更短的有符號或無符號整數(shù),這種轉(zhuǎn)換稱為向低字節(jié)轉(zhuǎn)換。長字節(jié)的整型數(shù)據(jù)賦給短字節(jié)的整型變量時，數(shù)據(jù)從低位到高位以字節(jié)為單位輸送。

4字節(jié)的long整型轉(zhuǎn)換為2字節(jié)的short整型，只將低16的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送。

2字節(jié)的short整型賦給為1字節(jié)的char型變量，只將低8的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送。如果源數(shù)據(jù)的高16位或高8位非0，高位多余的字節(jié)對應(yīng)的數(shù)據(jù)被截斷,此時導(dǎo)致數(shù)據(jù)損失。33[例]

長整型數(shù)向短整型數(shù)的截斷賦值#include<stdio.h>voidmain(void){longn=0xfedc8f63; shorts=n;