C++语言-运算符与表达式

运算符用来给出计算的类型，参与运算的数据称为操作数。C＋＋中的运算符分为算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、赋值运算符、位运算符和其他运算符等。

C＋＋语言提供了丰富的运算符，在使用运算符时，要注意以下几点。

(1)运算符对操作数的要求。例如:取余运算符%要求参与运算的两个数必须是整型。

(2)运算符的优先级。每个运算符都有优先级，用来决定在表达式中的运算次序。表达式要按照优先级从高到低的顺序进行运算。

(3)对于优先级相同的运算符，运算顺序要按运算符的结合性来确定是自左向右还是自右向左。例如:5∗6/7，要按左结合性就是先算乘法，要按右结合性就是先算除法。

C＋＋中常用运算符的功能、优先级和结合性如表2－4所列。

表2－4　C＋＋语言中运算符的功能、优先级和结合性

续表

C＋＋程序中的表达式是由运算符和操作数构成的，表达式的运算结果叫作表达式的值。在书写表达式时，一定要注意运算符的优先级与结合性，确保表达式的实际运算次序与用户所要求的一致，从而保证运算结果的正确性。必要时可以使用()来改变优先级，圆括号嵌套使用时，先计算内括号的值。

C＋＋语言中的表达式包括算术表达式、关系表达式、条件表达式、赋值表达式、逗号表达式等。

1.算术运算符和算术表达式

C＋＋中的算术运算符包括基本算术运算符和自增、自减运算符。

1)基本算术运算符和表达式

基本算术运算符有:＋(正或加号)、－(负或减号)、∗、/、%(取余)。其中，取正、取负是单目运算符，其余为双目运算符。

加法、减法的优先级相同，乘法、除法、取余的优先级相同。

/:当两个操作数都是整数时，其结果是所得商的整数部分。例如:5/2的结果是2。当两个操作数有一个不是整数时，其结果也不是整数。例如:5/2.0的结果是2.5。

%:可以求得两数相除后的余数。例如:11%2＝1，－16%5＝－1。

注意:%运算结果的符号总是和被除数相同。例如:15%－6＝3。

2)自增、自减运算符和表达式。

自增、自减运算符都是单目运算符，它们都有前置和后置两种形式。前置是指运算符在变量的前面，后置是指运算符在变量的后面。例如:

前置形式是先计算变量的值(增1或减1)，然后用变量的值作为表达式结果参与运算，即先计算变量再使用变量。后置形式是先将变量的值作为表达式结果参与运算，然后再计算变量的值(增1或减1)，即先使用变量再计算变量。

无论是前置还是后置形式，当两个运算符单独使用时，都只是使变量的值增1或减1。例如:假设x＝8，分别计算下面两个表达式的结果。

执行两个表达式后，x的值都变为9，但y的值却不一样。第一个表达式y的值变为9，因为x要先加1再赋给y。第二个表达式y的值仍为8，因为x要先赋给y再加1。说明:

(1)自增、自减运算符只能用于变量，不能用于常量和表达式。结合方向是自右向左。例如:表达式－k＋＋的运算顺序可以理解为－(k＋＋)。

(2)自增、自减运算符都很容易出错，使用时要特别注意。例如:

运行结果:

大多数编译系统都是按照自右向左的顺序输出各项的。

在进行算术运算时，要注意溢出问题，因为基本数据类型都有一定的取值范围。对于浮点型数据，在运算结果超出范围时，程序将异常中止，但C＋＋语言并不认为溢出是一个错误。另外，除数为零时，程序也会异常中止。

2.关系运算符与关系表达式

1)关系运算符

关系运算符用于比较两个数的大小，其结果是一个布尔值，true(真)或false(假)。在C＋＋语言中，关系运算符都是双目运算符，共有6个，分别是:<、>、<＝、>＝、＝＝(等于)、!＝(不等于)。其中，前四个优先级高于后两个。

说明:

(1)关系运算的结果也可以是整数，1等价于true，0等价于false。例如，6<5的结果为0。

(2)不要把运算符“＝＝”误用为赋值运算符“＝”。例如，判断变量x的值是否等于2，应该写成x＝＝2，不要写成x＝2，那样结果永远为真。

(3)数学上的5≤x≤20，在C＋＋中要写成5<＝x＆＆x<＝20，不能写成5<＝x<＝20。

2)关系表达式

关系表达式由关系运算符和操作数组成，表达式的值为1(true)或0(false)。关系表达式经常出现在条件语句或循环语句中，用于决定条件是否满足，或是否继续循环。

例2－4　关系表达式的计算。

程序执行结果如下:(www.xing528.com)

3.赋值运算符和赋值表达式

C＋＋中的赋值运算符分为两种:简单赋值运算符和复合赋值运算符。

1)简单赋值运算符

简单赋值运算符为“＝”，其表达式的一般形式为:

变量＝表达式

执行时，先计算表达式的值，然后赋给左边的变量。如果两边的类型不一致，系统会自动进行类型转换。

2)复合赋值运算符

复合赋值运算符是由一个数值型运算符和基本赋值运算符组成，共有10个，分别为＋＝、－＝、∗＝、/＝、%＝、<＝、>＝、＆＝、＾＝、 ｜＝。其表达式的一般形式为:

变量复合赋值运算符 表达式

执行时，先用左边变量和右边表达式做数值运算，然后将运算结果赋给左边变量。例如:

使用复合赋值运算符，不仅书写简单，而且经过编译以后生成的代码少。

3)赋值表达式

赋值表达式由赋值运算符和操作数组成。其作用是把赋值运算符右边表达式的值赋给左边的变量。例如:

4.位运算符

位运算符共6个，分别为:～(按位求反)、＆(按位与)、 ｜ (按位或)、＾(按位异或)、<<(左移位)、>>(右移位)。其中，“～”为单目运算符。

位运算符用来对二进制整数进行逐位运算。因应用较少，不再详述。

5.其他运算符

1)条件运算符

条件运算符“?:”是一个三目运算符，一般形式为:

表达式1?表达式2:表达式3

执行时，先分析表达式1，当其值为真时，则整个条件表达式的结果即为表达式2的值，否则为表达式3的值。条件运算符的优先级低于算术运算符、关系运算符和逻辑运算符，但高于赋值运算符，结合性为从右到左。

例如:求x和y中较大者，并将其存入变量max中，可以写成:

2)逗号运算符

由逗号运算符“，”构成的表达式称为逗号表达式，一般形式为:表达式1，表达式2，…，表达式n

逗号表达式的执行顺序是从左到右，逐个执行，最后一个表达式的值为整个逗号表达式的结果。逗号运算符的优先级最低。

例如:表达式a＝1，a＋2，a∗3的结果为3。这里a＝2并没有改变a的值。

6.表达式中数据类型的转换

表达式的值和类型，由运算符和参与运算的操作数决定。当各操作数的类型相同时，表达式的类型就是操作数的类型。但是，当参与运算的操作数类型不同时，就需要对不同类型的操作数进行类型转换。转换的方法有两种:隐式转换和强制转换。

1)隐式转换

当操作数类型不同时，系统将自动转换成类型最高的操作数类型。

整个类型转换的方向表示如下:

可以看出，隐式转换是由取值范围小的类型，向取值范围大的类型转换，以确保在转换过程中，不会降低计算精度和造成数据丢失。隐式转换是编译系统自动完成的，它并不改变操作数的类型，只是在计算表达式的值时，临时改变操作数的数据类型。计算完成后，操作数仍保持原有的数据类型。

2)强制转换

强制转换是将表达式的类型，强制转换成指定的数据类型，其一般形式为:

数据类型(表达式)

或

(数据类型)表达式

例如:

如果利用强制类型转换，将高类型转换成低类型，会造成数据精度的损失。C＋＋虽然允许不同类型的数据混合运算，但带来了很多副作用，所以尽量使用同类型的数值进行运算。

在类型转换中，赋值表达式比较特殊。它是将右边操作数据的类型，转换成左边操作数据的类型，并用转换后的值给左边赋值。