2.4 運(yùn)算符和表達(dá)式

1運(yùn)算符和表達(dá)式的概念

C+ +語言中的運(yùn)算符又稱為操作符，是用來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算的符號(hào)。

C+ +語言中的運(yùn)算符可以根據(jù)其運(yùn)算分量個(gè)數(shù)的多少分為單目(或一元)運(yùn)算符、雙目(或二元)運(yùn)算符和三目(或三元)運(yùn)算符3類。

運(yùn)算符可能是一個(gè)字符，也可能由兩個(gè)或三個(gè)字符組成，還有一些運(yùn)算符是C+ +關(guān)鍵字。

2運(yùn)算類型與運(yùn)算符

C+ +包含多種不同種類的運(yùn)算。每一種運(yùn)算與其他運(yùn)算的區(qū)別在于以下3個(gè)方面：

(1)參加運(yùn)算的運(yùn)算分量的數(shù)量和類型;

(2)運(yùn)算結(jié)果的數(shù)據(jù)類型;

(3)運(yùn)算的具體操作。

3賦值運(yùn)算

賦值運(yùn)算是一種雙目運(yùn)算，其形式為：

<變量名>=<表達(dá)式>

右運(yùn)算分量為一個(gè)表達(dá)式。“=”為賦值運(yùn)算符(與數(shù)學(xué)中的等號(hào)含義不同)。左運(yùn)算分量為與右運(yùn)算分量類型相同的變量。

賦值運(yùn)算的具體操作為：先計(jì)算右端表達(dá)式的值，然后把該值賦給左端變量。

4算術(shù)運(yùn)算符和算術(shù)表達(dá)式

算術(shù)運(yùn)算是指int型、float型、double(也包括char型)的數(shù)值類數(shù)據(jù)計(jì)算后，得到同一類型數(shù)據(jù)的運(yùn)算。算術(shù)運(yùn)算中所使用的運(yùn)算符稱為算術(shù)運(yùn)算符。

單目算術(shù)運(yùn)算符包括：-(單減)、+ +(增量)和- -(減量)。

單減運(yùn)算的格式為：-<運(yùn)算分量>

單減運(yùn)算相當(dāng)于對(duì)運(yùn)算分量取相反數(shù)，例如：-a，-(x+y)。

增量運(yùn)算有兩種形式。

前綴增量：+ +<運(yùn)算分量>

后綴增量：<運(yùn)算分量>+ +

雙目算術(shù)運(yùn)算符包括：+(加)、-(減)、*(乘)、/(除)和%(取余)。它們的含義與數(shù)學(xué)上相同。該類運(yùn)算的運(yùn)算分量為任一種數(shù)值類型，即任一種整數(shù)類型和任一種實(shí)數(shù)類型。

由算術(shù)運(yùn)算符(包括單目和雙目)連接運(yùn)算分量而組成的式子稱為算術(shù)表達(dá)式。每個(gè)算術(shù)表達(dá)式的值為一個(gè)數(shù)值，其類型按照以下規(guī)則確定：

(1)當(dāng)參加運(yùn)算的兩個(gè)運(yùn)算分量均為整型時(shí)(但具體類型可以不同，如一個(gè)為int型，另一個(gè)為char型)，則運(yùn)算結(jié)果為int型。

(2)當(dāng)參加運(yùn)算的兩個(gè)運(yùn)算分量中至少有一個(gè)是單精度型，并且另一個(gè)不是雙精度型時(shí)，則運(yùn)算結(jié)果為float型。

(3)當(dāng)參加運(yùn)算的兩個(gè)運(yùn)算分量中至少有一個(gè)是雙精度型時(shí)，則運(yùn)算結(jié)果為雙精度型。

5關(guān)系運(yùn)算符和關(guān)系表達(dá)式

C+ +語言提供了6種關(guān)系運(yùn)算符，它們是：

<(小于)、< =(小于等于)、>(大于)、> =(大于等于)、= =(等于)、! =(不等于)

這6種運(yùn)算符都是雙目運(yùn)算符，用來比較兩個(gè)運(yùn)算分量的大小，運(yùn)算結(jié)果為邏輯型值true或false(它們分別對(duì)應(yīng)著整數(shù)1和0。由一個(gè)關(guān)系運(yùn)算符連接前后兩個(gè)數(shù)值表達(dá)式而構(gòu)成的式子稱為關(guān)系表達(dá)式，簡稱關(guān)系式。當(dāng)一個(gè)關(guān)系式成立時(shí)，則計(jì)算結(jié)果為邏輯值是(true)，否則為邏輯值假(false)

關(guān)系運(yùn)算符的使用格式為：

<運(yùn)算分量><關(guān)系運(yùn)算符><運(yùn)算分量>

6邏輯運(yùn)算符和邏輯表達(dá)式

C+ +語言提供了3種邏輯運(yùn)算符，它們是：

!(邏輯非)、&&(邏輯與)、(邏輯或)

其中，!為單目運(yùn)算符，&&和為雙目運(yùn)算符。

邏輯運(yùn)算符的使用格式為：

<邏輯運(yùn)算符!><運(yùn)算分量>

<運(yùn)算分量><邏輯運(yùn)算符&&或><運(yùn)算分量>

邏輯運(yùn)算的具體操作步驟為：

(1)計(jì)算兩邊運(yùn)算分量的值;

(2)若運(yùn)算分量的值不是邏輯型，則自動(dòng)轉(zhuǎn)換為邏輯型，即以0值為假(即false)，非0值為真(即true);

(3)按不同邏輯運(yùn)算符計(jì)算返回值。

7位運(yùn)算

C+ +提供6種位運(yùn)算符。

(1)“&”是按位與運(yùn)算符，它將兩個(gè)運(yùn)算分量的對(duì)應(yīng)二進(jìn)制位進(jìn)行與操作。基中，0 和0與得0，0和1與得0，1和0與得0，1和1與得1。

(2)“|”是按位或運(yùn)算符，它將兩個(gè)運(yùn)算分量的對(duì)應(yīng)二進(jìn)制位進(jìn)行或操作。其中，0和0或得0，0和1或得1，1和0或得1，1和1或得1。

(3)“^”是按位異或運(yùn)算符，它將兩個(gè)運(yùn)算分量的對(duì)應(yīng)二進(jìn)制位進(jìn)行異或操作。其中，0和0異或得0，0和1異或得1，1和0異或得1，1和1異或得0。

(4)“>>”是按位右移運(yùn)算符，由于右移的位數(shù)為右邊運(yùn)算分量的值，所以右邊運(yùn)算分量的值必須是一個(gè)整數(shù)。

(5)“<<”是按位左移運(yùn)算符，由于左移的位數(shù)為右邊運(yùn)算分量的值，所以右邊運(yùn)算分量的值必須是一個(gè)整數(shù)。

(6)“~”是按位取反運(yùn)算符，它將運(yùn)算分量的對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)的每一位進(jìn)行取反操作。其中，0取反得1，1取反得0。

位運(yùn)算符的使用格式：

<運(yùn)算分量><雙目運(yùn)算符><運(yùn)算分量>

<單目運(yùn)算符><運(yùn)算分量>

8其他運(yùn)算

(1)條件運(yùn)算符

條件運(yùn)算是C+ +中唯一的三目運(yùn)算，與其對(duì)應(yīng)的運(yùn)算符?：稱為條件運(yùn)算符。條件運(yùn)算符的使用格式為：

<表達(dá)式1>?<表達(dá)式2>：<表達(dá)式3>

當(dāng)計(jì)算有條件運(yùn)算符構(gòu)成的表達(dá)式時(shí)，首先計(jì)算<表達(dá)式1>，若其值非0，則計(jì)算出<表達(dá)式2>的值，并用這個(gè)值作為整個(gè)表達(dá)式的值;若<表達(dá)式1>的值為0，則計(jì)算出<表達(dá)式3>的值，并用這個(gè)值作為整個(gè)表達(dá)式的值。

(2)逗號(hào)運(yùn)算符

C+ +中使用逗號(hào)運(yùn)算符指明對(duì)多個(gè)表達(dá)式進(jìn)行順序求值。逗號(hào)運(yùn)算符的使用格式為：

<表達(dá)式1>，<表達(dá)式2>，……<表達(dá)式n>

其中，每個(gè)逗號(hào)都稱為逗號(hào)運(yùn)算符，整個(gè)式子稱為逗號(hào)表達(dá)式。上述逗號(hào)表達(dá)式的求值步驟為：從左向右依次計(jì)算<表達(dá)式1>、<表達(dá)式2>…<表達(dá)式n>的值;將<表達(dá)式n>(即最右端的表達(dá)式)的值作為整個(gè)逗號(hào)表達(dá)式的值。

(3)sizeof運(yùn)算符

使用運(yùn)算符sizeof可以進(jìn)行字長提取操作，因此sizeof運(yùn)算符又稱為字長提取符，它的使用格式為：

sizeof(<運(yùn)算分量>)

其中，sizeof為關(guān)鍵字;<運(yùn)算分量>既可以是一個(gè)類型名，也可以是一個(gè)表達(dá)式，當(dāng)作為<運(yùn)算分量>的表達(dá)式只包含一個(gè)變量名時(shí)，圓括號(hào)()可以省略。

字長提取運(yùn)算的結(jié)果為一個(gè)整數(shù)，該整數(shù)表示指定的類型或變量的字節(jié)長度，即在內(nèi)存中占用的字節(jié)(Byte)數(shù)。

(4)圓括號(hào)運(yùn)算符

C+ +中不僅將圓括號(hào)()歸為運(yùn)算符，而且根據(jù)不同的使用方式，可以對(duì)圓括號(hào)運(yùn)算符的功能作出以下3種不同的解釋：

①圓括號(hào)用于函數(shù)調(diào)用。其格式為：

<函數(shù)名>(<實(shí)參表>)

②圓括號(hào)用于強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。其格式為：

(<類型名>)<表達(dá)式>

③圓括號(hào)用于類型構(gòu)造。其格式為：

<類型名>(<表達(dá)式>)

類型構(gòu)造是指使用圓括號(hào)中<表達(dá)式>的值來構(gòu)造一個(gè)具有目標(biāo)數(shù)據(jù)類型的值，要構(gòu)造的目標(biāo)數(shù)據(jù)類型由<類型名>指定。

④數(shù)組下標(biāo)運(yùn)算符：[](下標(biāo))。

⑤指針運(yùn)算符：*(取地址)和&(值引用)。

⑥動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配運(yùn)算符：new(分配)和delete(釋放)。

⑦作用域限定運(yùn)算符：：：(類域或全局域)

9優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性

根據(jù)運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性，可以將表達(dá)式的計(jì)算順序規(guī)則總結(jié)為以下3條：

(1)優(yōu)先計(jì)算帶有括號(hào)的子表達(dá)式;

(2)在沒有括號(hào)的部分，依照運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)，由高到低進(jìn)行計(jì)算;

(3)具有相同優(yōu)先級(jí)的運(yùn)算符，按照結(jié)合性規(guī)定，依次進(jìn)行計(jì)算。

C+ +運(yùn)算符分成17個(gè)優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)數(shù)字越小，表示運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)越高。具有同一優(yōu)先級(jí)數(shù)字的運(yùn)算符，優(yōu)先級(jí)相同。單目運(yùn)算符、賦值運(yùn)算符和復(fù)合賦值運(yùn)算符是右結(jié)合的，其余所有運(yùn)算符都是左結(jié)合的。