C语言中的运算符(全面,易懂,清晰)

简介: C语言中的运算符(全面,易懂,清晰)

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:


image.png


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>
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++;  // 赋值后再加 1 ,c 为 21,a 为 22
   printf("Line 6 - c 的值是 %d\n", c );
   c = a--;  // 赋值后再减 1 ,c 为 22 ,a 为 21
   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

以下实例演示了 a++ 与 ++a 的区别:

#include <stdio.h>
int main()
{
   int c;
   int a = 10;
   c = a++; 
   printf("先赋值后运算:\n");
   printf("Line 1 - c 的值是 %d\n", c );
   printf("Line 2 - a 的值是 %d\n", a );
   a = 10;
   c = a--; 
   printf("Line 3 - c 的值是 %d\n", c );
   printf("Line 4 - a 的值是 %d\n", a );
   printf("先运算后赋值:\n");
   a = 10;
   c = ++a; 
   printf("Line 5 - c 的值是 %d\n", c );
   printf("Line 6 - a 的值是 %d\n", a );
   a = 10;
   c = --a; 
   printf("Line 7 - c 的值是 %d\n", c );
   printf("Line 8 - a 的值是 %d\n", a );
}

以上程序执行输出结果为:

先赋值后运算:
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
先运算后赋值:
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



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:


image.png


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>
int 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 a\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 a


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:



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>
int 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:


image.png


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:


image.png


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>
int 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:


image.png

image.png


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? :


image.png


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>
int 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 = %lu\n", sizeof(a) );
   printf("Line 2 - 变量 b 的大小 = %lu\n", sizeof(b) );
   printf("Line 3 - 变量 c 的大小 = %lu\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:

Line 1 - 变量 a 的大小 = 4
Line 2 - 变量 b 的大小 = 2
Line 3 - 变量 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。


image.png

image.png


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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