第三章 运算符与表达式

1、 运算是对数据进行加工的过程，要运算就必须有运算符和表达式。C语言中，运算符是一种向编译程序说明一个特定的数学或者逻辑运算的符号，表达式则是一系列操作数和运算符的有效组合。 运算符是用来完成各种不同运算的一些特定符号。参加运算的数据称为运算量或操作数。运算符简称算符，也叫操作符。 C语言提供了多种运算符，按其功能可分为算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、赋值运算符、位运算符、取地址运算符等；按其所在表达式中参与运算的运算量数目，可分为单目运算符、双目运算符和三目运算符等。 3.1.1 运算符的种类 C语言中提供了丰富的运算符，按功能分主要有以下几种： 算术运算符：+ - * / % + - 关

2、系运算符： = = != 逻辑运算符：! & | 位运算符： | & 赋值运算符：=及其复合赋值运算符 条件运算符：? : 逗号运算符：, 指针运算符：* & 分量运算符：. 下标运算符： 求字节数运算符：sizeof 强制类型转换运算符：(类型) 其他运算符：如函数调用运算符( ) 3.1.2 运算符的优先级别 C语言规定了运算符的运算次序，即优先级别，简称优先级。当一个表达式中有多个运算符参加运算时，将按规定的优先级进行运算，即级别高的先参加运算，级别低的后参加运算。 C的优先级共分为15级，其中1级最高，15级最低，即圆括号“（）”等的优先级最高，逗号“，”的优先

3、级最低。与数学上不同的是，C语句中的表达式里无大、中、小括号之分，一律用圆括号“（）”代替。 3.1.3 运算符的结合性 所谓结合性，是指当一个操作数两侧的运算符具有相同的优先级时，该操作数是先与左边的运算符结合，还是先与右边的运算符结合。自左至右的结合方向，称为左结合型；反之，称为右结合型。 结合型是C语言特有的概念。除单目运算符、赋值运算符和条件运算符属右结合型外，其他运算符均属左结合型。 表达式 所谓表达式（expression），是指用运算符和圆括号“（）”等将运算对象（常量、变量或函数等）连接起来的、符合C语言语法规则的式子。 表达式描述的是对哪些运算量以什么样的顺序进行什么样的操作

4、。一个表达式描述了一种操作，如x=a+b，i=i+等。每个表达式都应有一个值和类型，表达式的求值是按运算符的优先级和结合性所规定的顺序进行的。单个常量、变量或函数，均可以看做是表达式的一种特例。特例。 3.2.1 算术运算符 所谓算术运算符，是指具有算术运算功能的运算符。C语言的算术运算符如表3.1所示。 优先级：“+”，“-”，“-”（负号）最高，“*”，“/”，“%”次之，“+”，“-”（减号）最低。 结合性：“+”，“-”，“-”为右结合型，其余均为 左结合型。 与运算量的关系：“+”，“-”，“-”为单目运算符，其余均为双目运算符。 “%”运算符要求参与运算的运算量必须为整型量。“/”

5、运算结果的正负取决于被除数的符号。 “+”，“-”运算符要求参与运算的运算量必须为整型变量； 运算符“+”或“-”可以写在整型变量之前，也可以写在整型变量之后，我们把该运算符写在整型变量之前的运算称为前置运算；把该运算符写在整型变量之后的运算称为后置运算。 【说明】 （1）前置型自加1（自减1）运算+i(-i)，在使用i之前，先使i的值加（减）1。 （2）后置型自加1（自减1）运算i+(i-)，在使用i之后，再使i的值加（减）1。 （3）“+”和“-”只能用于整型变量，而不能用于常量或表达式，如5+或(a+b)+均是不合法的。在这种情况下，编译系统会发出警告。 【例3.1】已知i的值为6，分析

6、下列语句的运算结果。 j=+i; /*i的值自增为7，j的值为7*/ j=-i; /*i的值自减为5，j的值为5*/ j=i+; /*j的值为6，i的值自增为7*/ j=i-; /*j的值为6，i的值自减为5*/ 【例3.2】前置运算与后置运算结果的比较。 程序： 程序运行结果： 3.2.2 算术表达式 算术表达式是由算术运算符和圆括号“（）”等把运算量连接起来的具有一定数学含义的，符合C语言语法的式子。例如： （1）算术表达式里在使用自增1或者自减1操作时容易出现错误 【3.3】设j的原值为5，计算以下表达式： (j+)+(j+)+(j+) (+j)+(+j)+(+j) 考虑第一个表达式是理

7、解为5+6+7=18，还是5+5+5=15 ？ 第二个表达式理解为6+7+8=21，还是理解为8+8+8=24 ？ 程序： #include“stdio.h” main() int m,j=5; m=(j+)+(j+)+(j+); printf(“m=%d,j=%dn”,m,j); j=5; m=(+j)+(+j)+(+j); printf(“m=%d,j=%dn”,m,j); 程序运行结果： m=15，j=8 m=24，j=8 结论：对于一个表达式里的同一个变量，如果出现多次自加自减，对于前置型来说，在所有其他运算开始之前先进行自加或者自减，对于后置型来说，等所有的其他运算都运算完之后才开始

8、自加或者自减 （2）书写表达式时，应注意括号的应用 如果有表达式： i+j 理解为（i+）+j，还是i+（+j）？ C语言尽可能在处理时从左至右将若干个字符组成一个运算符，根据单目运算符的右结合性，所以应该是（i+）+j 整型变量加1减1运算：P29,【例3.4】 3.3.1 赋值运算符 赋值运算是最常用、最重要一种基本运算。“=”就是赋值运算符，不是等号（C语言的等号为“=”）。其作用是将一个表达式的值赋给一个变量。赋值运算符的优先级较低，结合方向为右结合型。 赋值运算符的左边必须是代表某一个存储单元的变量名，赋值号右边必须是C语言的合法表达式。赋值运算符，先求出右边表达式的值，然后再赋给左

9、边变量，赋值运算符的优先级只高于逗号运算符，比其它任何运算符的优先级都低。 3.3.2 复合赋值运算符 在C语言中，“+”，“-”，“*”，“/”和“%”5种算术运算符可以与赋值运算符“=”一起构成复合赋值运算符，如表3.3所示。表3.3 复合赋值运算符 例如：a+=a*=b+3等价于a=a+ (a=a*(b+3) C语言中采用复合运算符，一是为了简化程序；二是为了提高编译效率，产生质量较高的目标代码。复合赋值对初学者来说，可能有些费解，建议较少使用。 3.3.3 赋值表达式 由赋值运算符将一个变量和一个表达式连接起来的式子，称为赋值表达式。其一般形式如下： 变量=表达式 其中：赋值运算符“=

10、”左边必须是代表某一存储单元的变量名，而右边可以是任意表达式，甚至还可以是一个赋值表达式等。 赋值表达式的计算过程是首先计算赋值运算符“=”右边表达式的值，然后将该值赋给赋值运算符“=”左边的变量。例如：m=15+6 先计算15+6的值，再把得到的21赋给变量m。赋值表达式的值，即变量所得到的值。 赋值表达式的功能是将右侧的值赋给左侧的变量，但是需要注意的是赋值表达式本身也是有值的，它的值等于被赋值变量的值。 例如：m=n=33 由于赋值运算符是右结合型，因此先把33赋给变量n，再把表达式n=33的值33赋给变量m。 例：设a=12，计算a+=a-=a*a 先计算a-=a*a 相当于： a-=

11、144 a=a-144 a=-132 再计算： a+=-132 a=a+(-132) a= ? 计算机不仅能进行算术运算，而且能进行逻辑运算，关系运算是逻辑运算中比较简单的一种。关系运算也称为比较运算，它是将两个值进行比较，判断其比较的结果是否符合给定的条件。关系运算主要用在C语言的控制结构中。 3.4.1 关系运算符 C语言提供了6种关系运算符： 小于 大于 = 大于或等于 = 等于 != 不等于 前4种关系运算符的优先级别相同，后两种关系运算符的优先级别相同。前4种的优先级别高于后两种。 关系运算符均为双目运算符，均为左结合型。其优先级低于算术运算符，高于赋值运算符，如图所示。 3.4.2

12、 关系表达式 用关系运算符将两个表达式（可以是任意表达式）连接起来的式子，称为关系表达式。其一般形式如下：表达式 关系运算符 表达式 关系表达式的值为逻辑值，如果关系表达式成立，则其值为逻辑真，用整数1表示；如果关系表达式不成立，则其值为假，用整数0表示。 例如，已知m=4，n=3，a=6，b=5，c=4，求以下关系表达式的值。 mn 其值为1 abc 其值为0（因为大于运算符“”是自左至右的结合方向，所以先执行“ab”，关系表达式成立，逻辑值为1，再执行关系运算“1c”，关系表达式不成立，逻辑值为0） 【说明】 （1）字符型数据进行关系运算时，就是根据其 ASCII码值进行比较运算的。例如，

13、xy关系不成立，取值0，A=65关系成立，取值1。 （2）关系表达式的值可通过printf()函数输出。例如，若x=5，则printf(%d%d%d，x5,x=5,x3&83)&(83（关系运算符优先级高于逻辑运算符），其值为1；再计算83，其值为0；最后再进行1&0的运算，结果为0。 对于数学表达式表示取值范围： 例 0 x10表示x在0与10之间取值 在C语言程序中表示相同的取值，用此表达式是否成立？ 在C语言中此表达式先比较0与x的值，再用其结果比较和10谁大，那么x取任何大于0的值此表达式都成立。 C语言中，要表示x在0与10之间应该写成： 0 x&x1

14、0 相当于（0 x）&（x10） 所以在作数据范围限定时，不可与数学上的应用等同。 C语言中，由&和|组成的逻辑表达式，在特定的情况下会产生一种“短路现象” 例如有以下逻辑表达式： a=0，b=0； a+&b+； 计算结果应为0&0，表达式为0，然后a为1，b为1. 但实际上系统在确定了a+为0之后，判断逻辑表达式b+无论为何值此表达式的结果都为0，因此将跳过b+不在对它进行求值，则此表达式运算完成后会出现a为1，b仍为0的情况。 例如 a=1，b=1；a+|b+； 表达式在运算a+后得出表达式的值总为1，因此也将跳过b+，所以最后的结果a为2，b为1。 3.7

15、.1 条件运算符 条件运算符“? :”是C语言中唯一的三目运算符，其优先级较低，仅高于赋值运算符，结合方向为右结合型。由它构成的表达式称为条件表达式。其一般形式如下：e1 ? e2 : e3其中，e1，e2，e3分别是3个任意表达式。若 e1的值为真（非0），则此条件表达式的值为e2的值；若e1的值为假（0），则此条件表达式的值为 e3的值。条件表达式允许嵌套。 【例3.5】输入两个数，求其中的最小值。 程序： 3.7.2 逗号运算符 C语言提供的逗号运算符是一种特殊的运算符，用它连接多个表达式可以构成逗号表达式。其一般形式如下：表达式1,表达式2,表达式n 逗号运算符的优先级最低，结合方向是

16、自左至右。逗号表达式的求解过程是先求解表达式1，再求解表达式2，依次类推，最后求解表达式n。整个逗号表达式的值是最后一个表达式的值，因此逗号运算符又称为“顺序求解运算符”。 由于逗号运算符的级别最低。所以是否带括号，结果是不同的 例如：a=(b=4,b5)变量a赋值为9。赋值运算表达式“a=(b=4,b5)”中的括号内是逗号表达式，先将4赋给b；然后计算表达式b5，其值为9，最后将值9赋给变量a。 不带括号： a=b=4,b+5 3.7.4 强制类型转换运算符 可以利用强制类型转换运算符将一个表达式转换成所需要的类型。其一般形式如下： (要转换成的数据类型) (被转换的表达式) 例如： (do

17、uble)x; /*将x的值强制转换成double类型*/ (int)(x+y); /*将x+y的值强制转换成int型*/ (float)(5%3); /*将5%3的值强制转换成float型*/ 【注意】 被转换的表达式要用括号括起来，否则只转换紧挨在强制类型转换运算符后的变量。如(int)x+y表示将变量x转换为整型后，再与y相加。 需要说明的是，在强制类型转换过程中，仅得到一个所需类型的中间变量，原来变量的类型并未发生变化。 【例3.8】强制类型转换。 程序： C语言允许不同类型的数据混合运算。 例如：12+a+12.6-123.456*c是合法的。在进行运算时，不同类型的数据要先转换成同

18、一类型，然后再进行运算。转换的规则如图3.8.1所示。图3.8.1 不同类型数据的转换规则 图中横向向左的箭头表示必定的转换，如char型、short型数据必定先转换为int型，float型数据在运算时一律先转换成double型，以提高运算精度。 纵向的箭头表示当运算对象为不同类型时转换的方向。如int型与double型数据进行运算，先将int型的数据转换成double型，然后将两个同类型（double型）数据进行各种运算，结果为double型。 【说明】 （1）一般情况下，当数据类型不同时，低级向高级转换。占有字节数较长的类型级别较高，占有字节数较短的类型级别较低（“高看齐”）。 （2）在赋值运