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10:C 运算符

C 运算符

运算符是一种告诉编译器执行特定的数学或逻辑操作的符号。C 语言内置了丰富的运算符，并提供了以下类型的运算符：

  • 算术运算符

  • 关系运算符

  • 逻辑运算符

  • 位运算符

  • 赋值运算符

  • 杂项运算符

本章将逐一介绍算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符和其他运算符。

算术运算符

下表显示了 C 语言支持的所有算术运算符。假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则：

运算符描述实例
+把两个操作数相加A + B 将得到 30
-从第一个操作数中减去第二个操作数A - B 将得到 -10
*把两个操作数相乘A * B 将得到 200
/分子除以分母B / A 将得到 2
%取模运算符，整除后的余数B % A 将得到 0
++自增运算符，整数值增加 1A++ 将得到 11
--自减运算符，整数值减少 1A-- 将得到 9

实例

请看下面的实例，了解 C 语言中所有可用的算术运算符：

#include <stdio.h>

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++; 
   printf("Line 6 - c 的值是 %d\n", c );
   c = a--; 
   printf("Line 7 - c 的值是 %d\n", c );

}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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

关系运算符

下表显示了 C 语言支持的所有关系运算符。假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则：

运算符描述实例
==检查两个操作数的值是否相等，如果相等则条件为真。(A == B) 不为真。
!=检查两个操作数的值是否相等，如果不相等则条件为真。(A != B) 为真。
>检查左操作数的值是否大于右操作数的值，如果是则条件为真。(A > B) 不为真。
<检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是则条件为真。(A < B) 为真。
>=检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值，如果是则条件为真。(A >= B) 不为真。
<=检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值，如果是则条件为真。(A <= B) 为真。

实例

请看下面的实例，了解 C 语言中所有可用的关系运算符：

#include <stdio.h>

main()
{
   int a = 21;
   int b = 10;
   int c ;

   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" );
   }
   else
   {
      printf("Line 2 - a 不小于 b\n" );
   }
   if ( a > b )
   {
      printf("Line 3 - a 大于 b\n" );
   }
   else
   {
      printf("Line 3 - a 不大于 b\n" );
   }
   /* 改变 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 b\n" );
   }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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 b

逻辑运算符

下表显示了 C 语言支持的所有关系逻辑运算符。假设变量 A 的值为 1，变量 B 的值为 0，则：

运算符描述实例
&&称为逻辑与运算符。如果两个操作数都非零，则条件为真。(A && B) 为假。
||称为逻辑或运算符。如果两个操作数中有任意一个非零，则条件为真。(A || B) 为真。
!称为逻辑非运算符。用来逆转操作数的逻辑状态。如果条件为真则逻辑非运算符将使其为假。!(A && B) 为真。

实例

请看下面的实例，了解 C 语言中所有可用的逻辑运算符：

#include <stdio.h>

main()
{
   int a = 5;
   int b = 20;
   int c ;

   if ( a && b )
   {
      printf("Line 1 - 条件为真\n" );
   }
   if ( a || b )
   {
      printf("Line 2 - 条件为真\n" );
   }
   /* 改变 a 和 b 的值 */
   a = 0;
   b = 10;
   if ( a && b )
   {
      printf("Line 3 - 条件为真\n" );
   }
   else
   {
      printf("Line 3 - 条件不为真\n" );
   }
   if ( !(a && b) )
   {
      printf("Line 4 - 条件为真\n" );
   }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Line 1 - 条件为真
Line 2 - 条件为真
Line 3 - 条件不为真
Line 4 - 条件为真

位运算符

位运算符作用于位，并逐位执行操作。&、 | 和 ^ 的真值表如下所示：

pqp & qp | qp ^ q
00000
01011
11110
10011

假设如果 A = 60，且 B = 13，现在以二进制格式表示，它们如下所示：

A = 0011 1100

B = 0000 1101

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

A&B = 0000 1100

A|B = 0011 1101

A^B = 0011 0001

~A  = 1100 0011

下表显示了 C 语言支持的位运算符。假设变量 A 的值为 60，变量 B 的值为 13，则：

运算符描述实例
&如果同时存在于两个操作数中，二进制 AND 运算符复制一位到结果中。(A & B) 将得到 12，即为 0000 1100
|如果存在于任一操作数中，二进制 OR 运算符复制一位到结果中。(A | B) 将得到 61，即为 0011 1101
^如果存在于其中一个操作数中但不同时存在于两个操作数中，二进制异或运算符复制一位到结果中。(A ^ B) 将得到 49，即为 0011 0001
~二进制补码运算符是一元运算符，具有"翻转"位效果。(~A ) 将得到 -61，即为 1100 0011，2 的补码形式，带符号的二进制数。
<<二进制左移运算符。左操作数的值向左移动右操作数指定的位数。A << 2 将得到 240，即为 1111 0000
>>二进制右移运算符。左操作数的值向右移动右操作数指定的位数。A >> 2 将得到 15，即为 0000 1111

实例

请看下面的实例，了解 C 语言中所有可用的位运算符：

#include <stdio.h>

main()
{

   unsigned int a = 60;	/* 60 = 0011 1100 */  
   unsigned int b = 13;	/* 13 = 0000 1101 */
   int c = 0;           

   c = a & b;       /* 12 = 0000 1100 */ 
   printf("Line 1 - c 的值是 %d\n", c );

   c = a | b;       /* 61 = 0011 1101 */
   printf("Line 2 - c 的值是 %d\n", c );

   c = a ^ b;       /* 49 = 0011 0001 */
   printf("Line 3 - c 的值是 %d\n", c );

   c = ~a;          /*-61 = 1100 0011 */
   printf("Line 4 - c 的值是 %d\n", c );

   c = a << 2;     /* 240 = 1111 0000 */
   printf("Line 5 - c 的值是 %d\n", c );

   c = a >> 2;     /* 15 = 0000 1111 */
   printf("Line 6 - c 的值是 %d\n", c );
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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

赋值运算符

下表列出了 C 语言支持的赋值运算符：

运算符描述实例
=简单的赋值运算符，把右边操作数的值赋给左边操作数C = A + B 将把 A + B 的值赋给 C
+=加且赋值运算符，把右边操作数加上左边操作数的结果赋值给左边操作数C += A 相当于 C = C + A
-=减且赋值运算符，把左边操作数减去右边操作数的结果赋值给左边操作数C -= A 相当于 C = C - A
*=乘且赋值运算符，把右边操作数乘以左边操作数的结果赋值给左边操作数C *= A 相当于 C = C * A
/=除且赋值运算符，把左边操作数除以右边操作数的结果赋值给左边操作数C /= A 相当于 C = C / A
%=求模且赋值运算符，求两个操作数的模赋值给左边操作数C %= A 相当于 C = C % A
<<=左移且赋值运算符C <<= 2 等同于 C = C << 2
>>=右移且赋值运算符C >>= 2 等同于 C = C >> 2
&=按位与且赋值运算符C &= 2 等同于 C = C & 2
^=按位异或且赋值运算符C ^= 2 等同于 C = C ^ 2
|=按位或且赋值运算符C |= 2 等同于 C = C | 2

实例

请看下面的实例，了解 C 语言中所有可用的赋值运算符：

#include <stdio.h>

main()
{
   int a = 21;
   int c ;

   c =  a;
   printf("Line 1 - =  运算符实例，c 的值 = %d\n", c );

   c +=  a;
   printf("Line 2 - += 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );

   c -=  a;
   printf("Line 3 - -= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );

   c *=  a;
   printf("Line 4 - *= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );

   c /=  a;
   printf("Line 5 - /= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );

   c  = 200;
   c %=  a;
   printf("Line 6 - %= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );

   c <<=  2;
   printf("Line 7 - <<= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );

   c >>=  2;
   printf("Line 8 - >>= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );

   c &=  2;
   printf("Line 9 - &= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );

   c ^=  2;
   printf("Line 10 - ^= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );

   c |=  2;
   printf("Line 11 - |= 运算符实例，c 的值 = %d\n", c );

}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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

杂项运算符 ↦ sizeof & 三元

下表列出了 C 语言支持的其他一些重要的运算符，包括 sizeof 和 ? :。

运算符描述实例
sizeof()返回变量的大小。sizeof(a) 将返回 4，其中 a 是整数。
&返回变量的地址。&a; 将给出变量的实际地址。
*指向一个变量。*a; 将指向一个变量。
? :条件表达式如果条件为真 ? 则值为 X : 否则值为 Y

实例

请看下面的实例，了解 C 语言中所有可用的杂项运算符：

#include <stdio.h>

main()
{
   int a = 4;
   short b;
   double c;
   int* ptr;

   /* sizeof 运算符实例 */
   printf("Line 1 - 变量 a 的大小 = %d\n", sizeof(a) );
   printf("Line 2 - 变量 b 的大小 = %d\n", sizeof(b) );
   printf("Line 3 - 变量 c 的大小 = %d\n", sizeof(c) );

   /* & 和 * 运算符实例 */
   ptr = &a;	/* 'ptr' 现在包含 'a' 的地址 */
   printf("a 的值是 %d\n", a);
   printf("*ptr 是 %d\n", *ptr);

   /* 三元运算符实例 */
   a = 10;
   b = (a == 1) ? 20: 30;
   printf( "b 的值是 %d\n", b );

   b = (a == 10) ? 20: 30;
   printf( "b 的值是 %d\n", b );
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

a 的值是 4
*ptr 是 4
b 的值是 30
b 的值是 20

C 中的运算符优先级

运算符的优先级确定表达式中项的组合。这会影响到一个表达式如何计算。某些运算符比其他运算符有更高的优先级，例如，乘除运算符具有比加减运算符更高的优先级。

例如 x = 7 + 3 * 2，在这里，x 被赋值为 13，而不是 20，因为运算符 * 具有比 + 更高的优先级，所以首先计算乘法 3*2，然后再加上 7。

下表将按运算符优先级从高到低列出各个运算符，具有较高优先级的运算符出现在表格的上面，具有较低优先级的运算符出现在表格的下面。在表达式中，较高优先级的运算符会优先被计算。

类别 运算符 结合性 
后缀 () [] -> . ++ - -  从左到右 
一元 + - ! ~ ++ - - (type)* & sizeof 从右到左 
乘除 * / % 从左到右 
加减 + - 从左到右 
移位 << >> 从左到右 
关系 < <= > >= 从左到右 
相等 == != 从左到右 
位与 AND & 从左到右 
位异或 XOR ^ 从左到右 
位或 OR | 从左到右 
逻辑与 AND && 从左到右 
逻辑或 OR || 从左到右 
条件 ?: 从右到左 
赋值 = += -= *= /= %=>>= <<= &= ^= |= 从右到左 
逗号 , 从左到右 

实例

请看下面的实例，了解 C 语言中运算符的优先级：

#include <stdio.h>

main()
{
   int a = 20;
   int b = 10;
   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;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

(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
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