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C 運算符

運算符是一種告訴編譯器執行特定的數學或邏輯操作的符号。C 語言内置了豐富的運算符,并提供了以下類型的運算符:

  • 算術運算符
  • 關系運算符
  • 邏輯運算符
  • 位運算符
  • 指派運算符
  • 雜項運算符

本章将逐一介紹算術運算符、關系運算符、邏輯運算符、位運算符、指派運算符和其他運算符。

下表顯示了 C 語言支援的所有算術運算符。假設變量

A

的值為 10,變量

B

的值為 20,則:

運算符 描述 執行個體
+ 把兩個操作數相加 A + B 将得到 30
- 從第一個操作數中減去第二個操作數 A - B 将得到 -10
* 把兩個操作數相乘 A * B 将得到 200
/ 分子除以分母 B / A 将得到 2
% 取模運算符,整除後的餘數 B % A 将得到 0
++ 自增運算符,整數值增加 1 A++ 将得到 11
-- 自減運算符,整數值減少 1 A-- 将得到 9

請看下面的執行個體,了解 C 語言中所有可用的算術運算符:

#include <stdio.h>

int main()

{

int a = 21;

int b = 10;

int c ;

c = a + b;

printf("Line 1 - c 的值是 %d\n", c );

c = a - b;

printf("Line 2 - c 的值是 %d\n", c );

c = a * b;

printf("Line 3 - c 的值是 %d\n", c );

c = a / b;

printf("Line 4 - c 的值是 %d\n", c );

c = a % b;

printf("Line 5 - c 的值是 %d\n", c );

c = a++; // 指派後再加 1 ,c 為 21,a 為 22

printf("Line 6 - c 的值是 %d\n", c );

c = a--; // 指派後再減 1 ,c 為 22 ,a 為 21

printf("Line 7 - c 的值是 %d\n", c );

}

當上面的代碼被編譯和執行時,它會産生下列結果:

Line 1 - c 的值是 31
Line 2 - c 的值是 11
Line 3 - c 的值是 210
Line 4 - c 的值是 2
Line 5 - c 的值是 1
Line 6 - c 的值是 21
Line 7 - c 的值是 22
      

以下執行個體示範了 a++ 與 ++a 的差別:

int c;

int a = 10;

c = a++;

printf("先指派後運算:\n");

printf("Line 2 - a 的值是 %d\n", a );

a = 10;

c = a--;

printf("Line 4 - a 的值是 %d\n", a );

printf("先運算後指派:\n");

c = ++a;

printf("Line 6 - a 的值是 %d\n", a );

c = --a;

printf("Line 8 - a 的值是 %d\n", a );

以上程式執行輸出結果為:

先指派後運算:
Line 1 - c 的值是 10
Line 2 - a 的值是 11
Line 3 - c 的值是 10
Line 4 - a 的值是 9
先運算後指派:
Line 5 - c 的值是 11
Line 6 - a 的值是 11
Line 7 - c 的值是 9
Line 8 - a 的值是 9
      

下表顯示了 C 語言支援的所有關系運算符。假設變量

== 檢查兩個操作數的值是否相等,如果相等則條件為真。 (A == B) 為假。
!= 檢查兩個操作數的值是否相等,如果不相等則條件為真。 (A != B) 為真。
> 檢查左操作數的值是否大于右操作數的值,如果是則條件為真。 (A > B) 為假。
< 檢查左操作數的值是否小于右操作數的值,如果是則條件為真。 (A < B) 為真。
>= 檢查左操作數的值是否大于或等于右操作數的值,如果是則條件為真。 (A >= B) 為假。
<= 檢查左操作數的值是否小于或等于右操作數的值,如果是則條件為真。 (A <= B) 為真。

請看下面的執行個體,了解 C 語言中所有可用的關系運算符:

if( a == b )

{

printf("Line 1 - a 等于 b\n" );

}

else

printf("Line 1 - a 不等于 b\n" );

if ( a < b )

printf("Line 2 - a 小于 b\n" );

printf("Line 2 - a 不小于 b\n" );

if ( a > b )

printf("Line 3 - a 大于 b\n" );

printf("Line 3 - a 不大于 b\n" );

/* 改變 a 和 b 的值 */

a = 5;

b = 20;

if ( a <= b )

printf("Line 4 - a 小于或等于 b\n" );

if ( b >= a )

printf("Line 5 - b 大于或等于 a\n" );

Line 1 - a 不等于 b
Line 2 - a 不小于 b
Line 3 - a 大于 b
Line 4 - a 小于或等于 b
Line 5 - b 大于或等于 a
      

下表顯示了 C 語言支援的所有關系邏輯運算符。假設變量

的值為 1,變量

的值為 0,則:

&& 稱為邏輯與運算符。如果兩個操作數都非零,則條件為真。 (A && B) 為假。
|| 稱為邏輯或運算符。如果兩個操作數中有任意一個非零,則條件為真。 (A || B) 為真。
! 稱為邏輯非運算符。用來逆轉操作數的邏輯狀态。如果條件為真則邏輯非運算符将使其為假。 !(A && B) 為真。

請看下面的執行個體,了解 C 語言中所有可用的邏輯運算符:

int a = 5;

int b = 20;

if ( a && b )

printf("Line 1 - 條件為真\n" );

if ( a || b )

printf("Line 2 - 條件為真\n" );

a = 0;

b = 10;

printf("Line 3 - 條件為真\n" );

printf("Line 3 - 條件為假\n" );

if ( !(a && b) )

printf("Line 4 - 條件為真\n" );

Line 1 - 條件為真
Line 2 - 條件為真
Line 3 - 條件為假
Line 4 - 條件為真
      

位運算符作用于位,并逐位執行操作。&、 | 和 ^ 的真值表如下所示:

p q p & q p | q p ^ q
1

假設如果 A = 60,且 B = 13,現在以二進制格式表示,它們如下所示:

A = 0011 1100

B = 0000 1101

-----------------

A&B = 0000 1100

A|B = 0011 1101

A^B = 0011 0001

~A  = 1100 0011

下表顯示了 C 語言支援的位運算符。假設變量

的值為 60,變量

的值為 13,則:

& 按位與操作,按二進制位進行"與"運算。運算規則:
0&0=0;   
0&1=0;    
1&0=0;     
1&1=1;      
(A & B) 将得到 12,即為 0000 1100
| 按位或運算符,按二進制位進行"或"運算。運算規則:
0|0=0;   
0|1=1;   
1|0=1;    
1|1=1;      
(A | B) 将得到 61,即為 0011 1101
^ 異或運算符,按二進制位進行"異或"運算。運算規則:
0^0=0;   
0^1=1;   
1^0=1;  
1^1=0;      
(A ^ B) 将得到 49,即為 0011 0001
~ 取反運算符,按二進制位進行"取反"運算。運算規則:
~1=-2;   
~0=-1;      
(~A ) 将得到 -61,即為 1100 0011,一個有符号二進制數的補碼形式。
<< 二進制左移運算符。将一個運算對象的各二進制位全部左移若幹位(左邊的二進制位丢棄,右邊補0)。 A << 2 将得到 240,即為 1111 0000
>> 二進制右移運算符。将一個數的各二進制位全部右移若幹位,正數左補0,負數左補1,右邊丢棄。 A >> 2 将得到 15,即為 0000 1111

請看下面的執行個體,了解 C 語言中所有可用的位運算符:

unsigned int a = 60; /* 60 = 0011 1100 */

unsigned int b = 13; /* 13 = 0000 1101 */

int c = 0;

c = a & b; /* 12 = 0000 1100 */

c = a | b; /* 61 = 0011 1101 */

c = a ^ b; /* 49 = 0011 0001 */

c = ~a; /*-61 = 1100 0011 */

c = a << 2; /* 240 = 1111 0000 */

c = a >> 2; /* 15 = 0000 1111 */

Line 1 - c 的值是 12
Line 2 - c 的值是 61
Line 3 - c 的值是 49
Line 4 - c 的值是 -61
Line 5 - c 的值是 240
Line 6 - c 的值是 15
      

下表列出了 C 語言支援的指派運算符:

= 簡單的指派運算符,把右邊操作數的值賦給左邊操作數 C = A + B 将把 A + B 的值賦給 C
+= 加且指派運算符,把右邊操作數加上左邊操作數的結果指派給左邊操作數 C += A 相當于 C = C + A
-= 減且指派運算符,把左邊操作數減去右邊操作數的結果指派給左邊操作數 C -= A 相當于 C = C - A
*= 乘且指派運算符,把右邊操作數乘以左邊操作數的結果指派給左邊操作數 C *= A 相當于 C = C * A
/= 除且指派運算符,把左邊操作數除以右邊操作數的結果指派給左邊操作數 C /= A 相當于 C = C / A
%= 求模且指派運算符,求兩個操作數的模指派給左邊操作數 C %= A 相當于 C = C % A
<<= 左移且指派運算符 C <<= 2 等同于 C = C << 2
>>= 右移且指派運算符 C >>= 2 等同于 C = C >> 2
&= 按位與且指派運算符 C &= 2 等同于 C = C & 2
^= 按位異或且指派運算符 C ^= 2 等同于 C = C ^ 2
|= 按位或且指派運算符 C |= 2 等同于 C = C | 2

請看下面的執行個體,了解 C 語言中所有可用的指派運算符:

c = a;

printf("Line 1 - = 運算符執行個體,c 的值 = %d\n", c );

c += a;

printf("Line 2 - += 運算符執行個體,c 的值 = %d\n", c );

c -= a;

printf("Line 3 - -= 運算符執行個體,c 的值 = %d\n", c );

c *= a;

printf("Line 4 - *= 運算符執行個體,c 的值 = %d\n", c );

c /= a;

printf("Line 5 - /= 運算符執行個體,c 的值 = %d\n", c );

c = 200;

c %= a;

printf("Line 6 - %%= 運算符執行個體,c 的值 = %d\n", c );

c <<= 2;

printf("Line 7 - <<= 運算符執行個體,c 的值 = %d\n", c );

c >>= 2;

printf("Line 8 - >>= 運算符執行個體,c 的值 = %d\n", c );

c &= 2;

printf("Line 9 - &= 運算符執行個體,c 的值 = %d\n", c );

c ^= 2;

printf("Line 10 - ^= 運算符執行個體,c 的值 = %d\n", c );

c |= 2;

printf("Line 11 - |= 運算符執行個體,c 的值 = %d\n", c );

Line 1 - =  運算符執行個體,c 的值 = 21
Line 2 - += 運算符執行個體,c 的值 = 42
Line 3 - -= 運算符執行個體,c 的值 = 21
Line 4 - *= 運算符執行個體,c 的值 = 441
Line 5 - /= 運算符執行個體,c 的值 = 21
Line 6 - %= 運算符執行個體,c 的值 = 11
Line 7 - <<= 運算符執行個體,c 的值 = 44
Line 8 - >>= 運算符執行個體,c 的值 = 11
Line 9 - &= 運算符執行個體,c 的值 = 2
Line 10 - ^= 運算符執行個體,c 的值 = 0
Line 11 - |= 運算符執行個體,c 的值 = 2
      

雜項運算符 ↦ sizeof & 三元

下表列出了 C 語言支援的其他一些重要的運算符,包括

sizeof

? :

sizeof() 傳回變量的大小。 sizeof(a) 将傳回 4,其中 a 是整數。
傳回變量的位址。 &a; 将給出變量的實際位址。
指向一個變量。 *a; 将指向一個變量。
條件表達式 如果條件為真 ? 則值為 X : 否則值為 Y

請看下面的執行個體,了解 C 語言中所有可用的雜項運算符:

int a = 4;

short b;

double c;

int* ptr;

/* sizeof 運算符執行個體 */

printf("Line 1 - 變量 a 的大小 = %lu\n", sizeof(a) );

printf("Line 2 - 變量 b 的大小 = %lu\n", sizeof(b) );

printf("Line 3 - 變量 c 的大小 = %lu\n", sizeof(c) );

/* & 和 * 運算符執行個體 */

ptr = &a; /* 'ptr' 現在包含 'a' 的位址 */

printf("a 的值是 %d\n", a);

printf("*ptr 是 %d\n", *ptr);

/* 三元運算符執行個體 */

b = (a == 1) ? 20: 30;

printf( "b 的值是 %d\n", b );

b = (a == 10) ? 20: 30;

Line 1 - 變量 a 的大小 = 4
Line 2 - 變量 b 的大小 = 2
Line 3 - 變量 c 的大小 = 8
a 的值是 4
*ptr 是 4
b 的值是 30
b 的值是 20
      

C 中的運算符優先級

運算符的優先級确定表達式中項的組合。這會影響到一個表達式如何計算。某些運算符比其他運算符有更高的優先級,例如,乘除運算符具有比加減運算符更高的優先級。

例如 x = 7 + 3 * 2,在這裡,x 被指派為 13,而不是 20,因為運算符 * 具有比 + 更高的優先級,是以首先計算乘法 3*2,然後再加上 7。

下表将按運算符優先級從高到低列出各個運算符,具有較高優先級的運算符出現在表格的上面,具有較低優先級的運算符出現在表格的下面。在表達式中,較高優先級的運算符會優先被計算。

類别  運算符  結合性 
字尾  () [] -> . ++ - -   從左到右 
一進制  + - ! ~ ++ - - (type)* & sizeof  從右到左 
乘除  * / % 
加減  + - 
移位  << >> 
關系  < <= > >= 
相等  == != 
位與 AND 
位異或 XOR 
位或 OR 
邏輯與 AND  && 
邏輯或 OR  || 
條件  ?: 
指派  = += -= *= /= %=>>= <<= &= ^= |= 
逗号 

請看下面的執行個體,了解 C 語言中運算符的優先級:

main()

int a = 20;

int c = 15;

int d = 5;

int e;

e = (a + b) * c / d; // ( 30 * 15 ) / 5

printf("(a + b) * c / d 的值是 %d\n", e );

e = ((a + b) * c) / d; // (30 * 15 ) / 5

printf("((a + b) * c) / d 的值是 %d\n" , e );

e = (a + b) * (c / d); // (30) * (15/5)

printf("(a + b) * (c / d) 的值是 %d\n", e );

e = a + (b * c) / d; // 20 + (150/5)

printf("a + (b * c) / d 的值是 %d\n" , e );

return 0;

(a + b) * c / d 的值是 90
((a + b) * c) / d 的值是 90
(a + b) * (c / d) 的值是 90
a + (b * c) / d 的值是 50