C++运算符与表达式PPT学习课件

1、运算符与表达式,运算符(operator)也称为操作符，对程序中的数据进行运算。参与运算的数据称为操作数(operand)。 变量、字面常量等通过运算符组合成表达式，一个表达式也能作为操作数来构成更复杂的表达式。 表达式(expression)是构成程序语句的基本要素。,对于运算符，应注意以下几方面。 (1) 运算符的功能和语义。 (2) 运算符的操作数。每个运算符对其操作数的个数、类型和值都有一定限制。 (3) 运算符的优先级(precedence)。每个运算符都有确定的优先级。 (4) 运算符的结合性(associativity)。,1,C+语言中包含了丰富的运算符，主要有算数运算符、关系

2、运算符、逻辑运算符、赋值运算符和位运算符。下面逐一介绍这些常用的运算符。,1.1 算数运算符,算数运算符主要用于算数运算。,2,2020/8/3,注意： 对于除，若两个操作数都是整数，结果为整数（商部分）。 1/2=0 5/2=2 %通常称为取模运算，两个操作数必须都是整型数，结果为余数，余数的符号与左边数的符号等同。 3%2=1 -3%2=-1 3%-2=1 -3%-2=-1 8%4=0,在算术运算中需要注意溢出问题。,两个整数做加法、减法或乘法运算时，即便结果溢出也不是错误。 例如：short s1 = 32765; s1 = s1 + 3;/结果是否超过short的最大值？ couts1

3、endl;/输出-32768，而不是32768。 实际上，观察二进制数据，这两个值是一样的。,3,2020/8/3,+和有前置方式和后置方式。前置方式使操作数增1（或减1），新值参与表达式的运算；后置方式是在操作数参与表达式运算后其值增1（或减1）。,例如： +i，-i/在使用i之前，先使i的值加1，减1 i+，i-/在使用i之后，使i的值加1，减1,一元负号运算符对运算对象值取值取负后，返回其（提升后的）副本：,Int i=1024； Int k=-i；/k是-1024 bool b=true; bool b2=-b;,b2=？,对大多数运算符来说，布尔类型的运算对象将被提升为int型。如上

4、所示，布尔变量b的值为真，参与运算时将被提升成整数值1，对它求负的结果是-1，将-1再转回布尔值并将其作为b2的初始值，显然这个初始值不等于0，转换成布尔值后应该为1,。所以，b2的值是真！(false可以代表0，但true有很多种，并非只有1),4,2020/8/3,1.2 关系运算符,关系运算符主要用于关系比较运算。,关系运算的结果是一个表示“真”或“假”的逻辑值，即一个bool值。当关系成立时，其运算结果为真；当关系不成立时，结果为假。但C/C+语言中没有逻辑型，关系运算的结果要用一个int值表示，0即为假，1即为真。,5,2020/8/3,关系运算符的优先级为(括弧中运算符的优先级相同

5、)：(、=、 b = c; /等价于d = (a b) = c); d的值为0 d = a = b b b) = c); d的值为1 可以使用()来改变运算符的计算次序。,由于浮点数在计算机内进行运算和存储时会产生误差，因此在比较两个浮点数时，建议不要直接比较两数是否相等。例如，执行下面语句： double d1 = 3.3333, d2 = 4.4444; if(d1 + d2 = 7.7777) cout相等endl; else cout不等endl; coutd1 + d2endl; ,例如：a=2 b=3 c=4 a2 0 ， ab+c 0 ， a=2 1，a=a 0，aa 0，b=a

6、=2 1,6,2020/8/3,条件语句中用“=”来判断浮点数是否相等，结果是不等，但d1+d2输出结果却是7.7777。两个实型数即便输出结果完全一样，其内部值也可能不一样。判断两个实数是否相等的正确方法是：判断两个实数之差的绝对值是否小于一个给定的允许误差数，如判断d1是否等于d2时，应改为： fabs(d1 +d2-7.7777) = 1e-6 其中，fabs()是计算绝对值的一个库函数，使用时要包含头文件math.h。,7,2020/8/3,1.3 逻辑运算符,对逻辑值进行运算的运算符就是逻辑运算符。C+语言提供了3个逻辑运算符，用于表示操作数之间的逻辑关系，它们是!(逻辑非)、 in

7、t d = a = b; /d的值为0,10,2020/8/3,答案是有的，对于a=a+1，表达式a被计算了两次，对于复合运算符a+=1，表达式a仅计算了一次。一般的来说，这种区别对于程序的运行没有多大影响，但是当表达式作为函数的返回值时，函数就被调用了两次，而且如果使用普通的赋值运算符，也会加大程序的开销，使效率降低。,a=a+3;与a+=3;有没有区别？,11,2020/8/3,1.5 位运算符,位运算是指对字节内部的二进制位进行移位或逻辑运算。 位运算是通过位运算符来完成的。 位运算的操作数必须是char、short、或int值，而且结果也是char、short或int值。 除了按位求反

8、是单目运算符，其余位运算都是双目运算符。 C+提供了两类位运算：移位运算和按位逻辑运算。,1.5.1. 移位运算符 移位运算符的格式为： operand n 将操作数operand向右移动n个二进制位，保持符号不变。 其中，n为整数。注意移位运算并不改变operand本身的值。例如： 比如 22; 值变成8；,对于移位运算，注意以下几点： (1)不要尝试对float或double数据进行移位运算，编译会出错。 (2)移动位数n应不大于左操作数的位数，如int移位应不大于32。如果n大于左操作数位数，实际移动位数要自动按字长取模：n%(sizeof(int)。例如，i与cin可能混淆，可用括号消

9、除这些错误，例如cout(k3),12,2020/8/3,1.5.2 位逻辑运算符,按位逻辑运算有4个：求反、与 float f = 32.2f; 则计算以下表达式：a / f,处理过程为：先将a的值转换成float型，然后再进行浮点数的除法运算，结果为一个float值3.10559。在这个过程中a变量的值不改变。,规则1 两个不同类型的操作数进行运算时，先将较小范围的数值转换为另一个较大范围的数值，然后再进行计算。各种基本数据类型的数值范围从小到大排列次序如下：,20,2020/8/3,按规则1可知，两个有符号的值之间进行算术运算，其结果是有符号的。一个无符号的值与一个浮点数(如float)

10、进行算术运算，其结果是浮点数(如float)。但两个无符号的值之间进行算术运算(两个值中没有unsigned int)，其结果是有符号的int。,例如： unsigned char c1 = 2; unsigned short s1 = 3; cout(c1 * s1)endl;/乘法，输出6 couttypeid(c1 * s1).name()endl;/输出int,规则2 对于bool、char、short、int类型，任意两个值之间进行算术运算、位运算，其结果都是一个int值。任意两个值之间进行逻辑运算，其结果都是一个bool值。注意规则2是规则1的一个例外。,char c1 = -2;

11、 short s1 = 3; cout(c1 * s1)endl;/乘法，输出-6 couttypeid(c1 * s1).name()endl;/输出int cout(c1 /输出bool,21,2020/8/3,规则3。对于bool、char、short、int类型，任一个类型值(无论是否带符号)与unsigned int之间进行算术运算，其结果都是unsigned int类型。注意规则3又是规则2的一个例外。,例如： char c1 = -2; unsigned short s1 = 2; unsigned int j = 3; cout(c1 * j)endl; /乘法，输出42949

12、67290，而不是-6 couttypeid(c1 * j).name()endl; /输出unsigned int cout(s1 * j)endl; /乘法，输出6 couttypeid(s1 * j).name()endl; /输出unsigned int,由上面例子可知，unsigned int被系统认为是整型数值中的最大范围的类型，因此其它类型与之计算时，都要转换到unsigned int。此时如果另一个整数恰好是负值，而结果是不带符号的正值，就不能得到预期结果，但二进制结果是正确的，例如4294967290与-6是一样的。,在处理表达式的过程中，并不是将变量直接转换成最大范围的类型

13、，而是在表达式处理过程中，按照需要逐步进行转换,例如： int i=1; char ch=2; float f= 3.0f; double df = 4.0; cout(ch*i+f*2.0-df)endl;,22,2020/8/3,表达式ch*i+f*2.0-df的计算过程为： (1) 将ch转换为int型，计算ch*i，即2*1，结果为2，类型为int。 (2) 将f转换为double型，计算f*2.0，即3.0*2.0，结果为6.0，类型为double。 (3) 将ch*i的结果2转换为double型，计算2.0+6.0，结果为8.0，类型为double。 (4) 计算8.0-df，即4

14、.0，整个表达式的结果为4.0，类型为double。 自动类型转换的基本规则是“宽化”或者“提升”，即将较小范围的数值类型转换到较大范围的数据类型。大多数自动类型转换是安全的。,3.2 赋值转换,对于基本数据类型，任意两种类型之间都可以进行赋值转换，但应注意下面情形： Doublefloat时，其指数和小数部分将缩小到float可表示的范围。如果原先double值超过了float表示的范围，将出错。 浮点数整数时，将去掉小数部分。如果原先浮点值大于整数表示的范围，将出错。 较大范围的整数(例如int)-较小范围的整数(如short)，将截断高位字节，仅保留低位字节的值。如果原先数值大于小范围类

15、型可表示的范围，将将出错。 较小范围的整数(如char或float)较大范围的整数(如int或double)，将保持原值不改变。,赋值类型转换出现在初始化表达式或者赋值表达式中。当初始化或赋值运算符的左值表达式的类型与右值表达式类型不同，且类型兼容时，将进行类型转换到左值类型。即先计算出右值表达式的值，然后将其转换为左值类型后再赋给左值。,23,2020/8/3,一般情况下，编译器对于可能导致数据丢失的情形会给出警告，但不完全。不经意之间就可能产生意料不到的结果。例如： int i = 2, j = 4; double df; df = i/j*100;/i/j的值为0，而不是0.5 cout

16、 df= df t;/输出0，而不是50 i = 4.6, j = 5.7;/编译时给出警告 float x = i + j; /x的值并不是10.3，而是9 = 4 + 5 cout x= x n;/输出9,3.3 强制类型转换,强制类型转换(也称显式类型转换)是由程序员用类型转换运算符明确指明的一种转换操作，将一个表达式强制转换到某个指定类型。强制类型转换的一般形式为： () 或者 (),24,2020/8/3,例如： int a = 7, b = 2; double y1 = a / b 此时y1的值是3.0。但如果程序员希望得到3.5，就要对除法的操作数进行强制类型转换如下： y1 = double(a)/b 或者 y1 = (double)a/b 或者 y1 = a / double(b);,关于强制类型转换，说明以下两点。,(1)一个强制类型转换是否正确取决于所处理的值的范围，一般来说，强制转换是不安全的。,(2) 类型强制转换作用于一个表达式，并非作用于数据存储单元，即不改变变