C - 运算符
运算符是指示编译器执行特定数学或逻辑函数的符号。根据定义，运算符对操作数执行特定的运算。运算符需要一个或多个操作数才能执行该运算。
根据执行运算所需的操作数数量，操作数被称为一元运算符、二元运算符或三元运算符。它们分别需要一个、两个或三个操作数。
一元运算符 − ++(递增)、--(递减)、!(非)、~(补码)、& (地址), * (解引用)
二元运算符 − 除 ! 之外的算术、逻辑和关系运算符
三元运算符 − ? 运算符
C 语言拥有丰富的内置运算符，并提供以下类型的运算符 −
- 算术运算符
- 关系运算符
- 逻辑运算符
- 位运算符
- 赋值运算符
- 其他运算符
本章将探讨每个运算符的工作方式。您将在此获得所有章节的概述。此后，我们为每个运算符都提供了独立的章节，其中包含大量示例，以展示这些运算符在 C 编程 中的工作原理。
算术运算符
我们最熟悉的是算术运算符。这些运算符用于对操作数执行算术运算。最常见的算术运算符是加法 (+)、减法 (-)、乘法 (*) 和除法 (/)。
此外，模 (%) 是一个重要的算术运算符，用于计算除法运算的余数。算术运算符用于构成算术表达式。这些运算符本质上是二进制的，因为它们需要两个操作数，并且它们对数字操作数进行操作，这些操作数可以是数字文字、变量或表达式。
例如，看一下这个简单的表达式 −
a + b
这里的"+"是算术运算符。我们将在后续章节中学习更多关于 C 语言中算术运算符的知识。
下表列出了 C 语言支持的所有算术运算符。假设变量 A 为 10，变量 B 为 20，则 −
| 运算符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| + | 将两个操作数相加。 | A + B = 30 |
| − | 用第一个操作数减去第二个操作数。 | A − B = -10 |
| * | 将两个操作数相乘。 | A * B = 200 |
| / | 用分子除以反分子。 | B / A = 2 |
| % | 模运算符，用于计算整数除法后的余数。 | B % A = 0 |
| ++ | 自增运算符，将整数值加一。 | A++ = 11 |
| -- | 自减运算符，将整数值减一。 | A-- = 9 |
关系运算符
我们在学习中学数学时也熟悉关系运算符。这些运算符用于比较两个操作数并返回布尔值(true 或 false)。它们用于布尔表达式中。
最常见的关系运算符是小于 (<)、大于 (>)、小于等于 (<=)、大于等于 (>=)、等于 (==) 和不等于 (!=)。关系运算符也是二元运算符，需要两个数字操作数。
例如，在布尔表达式中 -
a > b
这里，">"是关系运算符。
我们将在后续章节中学习更多关于关系运算符及其用法的知识。
| 运算符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| == | 检查两个操作数的值是否相等。如果相等，则条件成立。 | (A == B) 不成立。 |
| != | 检查两个操作数的值是否相等。如果不相等，则条件成立。 | (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，则条件成立。 | (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，则条件成立。 | (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，则条件成立。 | (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，则条件成立。 | (A <= B) 为真。 |
逻辑运算符
这些运算符用于组合两个或多个布尔表达式。我们可以通过将布尔表达式与这些运算符组合来构成复合布尔表达式。逻辑运算符的示例如下:
a >= 50 && b >= 50
最常见的逻辑运算符是与 (&&)、或 (||) 和非 (!)。逻辑运算符也是二元运算符。
| 运算符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| && | 称为逻辑与运算符。如果两个操作数都不为零，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一个非零，则条件为真。 | (A || B) 为真。 |
| ! | 称为逻辑非运算符。它用于反转其操作数的逻辑状态。如果条件为真，则逻辑非运算符将使其为假。 | !(A && B) 为真。 |
我们将在后续章节中详细讨论 C 语言中的逻辑运算符。
位运算符
位运算符可用于操作存储在计算机内存中的数据。这些运算符用于对操作数执行位级运算。
最常见的位运算符是与 (&)、或 (|)、异或 (^)、非 (~)、左移 (<<) 和右移 (>>)。其中"~"运算符是一元运算符，而其他大多数位运算符本质上是二元运算符。
位运算符作用于位，并执行逐位运算。 &、"|" 和 "^" 的真值表如下 -
| p | q | p & q | p | q | p ^ q |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
假设二进制格式的 A = 60 和 B = 13，则它们将如下所示 -
A = 0011 1100
B = 0000 1101
------------------------
A&B = 0000 1100
A|B = 0011 1101
A^B = 0011 0001
~A = 1100 0011
下表列出了 C 语言支持的位运算符。假设变量"A"为 60，变量"B"为 13，则 -
| 运算符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| & | 二进制与运算符如果两个操作数中都存在一位，则将一位复制到结果中。 | (A & B) = 12，即 0000 1100 |
| | | 二进制或运算符复制一个位(如果该位存在于任一操作数中)。 | (A | B) = 61，即 0011 1101 |
| ^ | 二进制异或运算符复制一个位(如果该位在一个操作数中被设置，但不是同时存在于两个操作数中)。 | (A ^ B) = 49，即 0011 0001 |
| ~ | 二进制二进制补码运算符是一元运算符，具有"翻转"位的效果。 | (~A ) = ~(60)，即 -0111101 |
| << | 二进制左移运算符。左侧操作数的值按右侧操作数指定的位数向左移动。 | A << 2 = 240，即 1111 0000 |
| >> | 二进制右移运算符。左侧操作数的值按右侧操作数指定的位数向右移动。 | A >> 2 = 15，即 0000 1111 |
赋值运算符
顾名思义，赋值运算符在 C 语言中将值"赋值"或设置为一个命名变量。这些运算符用于为变量赋值。"="符号在 C 语言中被定义为赋值运算符，但不要将其与数学中的用法混淆。
下表列出了 C 语言支持的赋值运算符 -
| 运算符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| = | 简单赋值运算符。将右侧操作数的值赋给左侧操作数 | C = A + B 将把 A + B 的值赋给 C |
| += | 加法与赋值运算符。它将右侧操作数与左侧操作数相加，并将结果赋给左侧操作数。 | C += A 等同于 C = C + A |
| -= | 减法与赋值运算符。它从左操作数中减去右操作数，并将结果赋值给左操作数。 | C -= A 等同于 C = C - A |
| *= | 乘法与赋值运算符。它将右操作数与左操作数相乘，并将结果赋值给左操作数。 | C *= A 等同于 C = C * A |
| /= | 除法与赋值运算符。它将左操作数除以右操作数，并将结果赋值给左操作数。 | C /= A 等同于 C = C / A |
| %= | 模与赋值运算符。它使用两个操作数取模，并将结果赋值给左操作数。 | C %= A 等同于 C = C % A |
| <<= | 左移与赋值运算符。 | C <<= 2 等同于 C = C << 2 |
| >>= | 右移与赋值运算符。 | C >>= 2 与 C = C >> 2 相同 |
| &= | 按位与赋值运算符。 | C &= 2 与 C = C & 相同2 |
| ^= | 按位异或赋值运算符。 | C ^= 2 与 C = C ^ 2 相同 |
| |= | 按位异或赋值运算符。 | C |= 2 与 C = C | 2 相同 |
因此，表达式"a = 5"将 5 赋值给变量"a"，但"5 = a"在 C 语言中是无效表达式。
"="运算符与其他算术运算符、关系运算符和位运算符组合构成增强赋值运算符。例如，+= 运算符用作加法和赋值运算符。最常见的赋值运算符是 =、+=、-=、*=、/=、%=、&=、|= 和 ^=。
其他运算符 ↦ sizeof & 三元运算符
除了上面讨论的运算符之外，还有一些其他重要的运算符，包括 sizeof 和 ? : C 语言支持。
| 运算符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| sizeof() | 返回变量的大小。 | sizeof(a)，其中 a 为整数，将返回 4。 |
| & | 返回变量的地址变量。 | &a; 返回变量的实际地址。 |
| * | 指向变量的指针。 | *a; |
| ? : | 条件表达式。 | 如果条件为真?则值为 X :否则值为 Y |
C 语言中的运算符优先级
运算符优先级决定了表达式中项的分组，并决定了表达式的求值方式。某些运算符的优先级高于其他运算符;例如，乘法运算符的优先级高于加法运算符。
例如，x = 7 + 3 * 2;这里，x 被赋值为 13，而不是 20，因为运算符 * 的优先级高于 +，所以它先与 3*2 相乘，然后再与 7 相加。
此处，优先级最高的运算符显示在表格顶部，优先级最低的运算符显示在表格底部。在表达式中，优先级较高的运算符将首先被求值。
| 类别 | 运算符 | 结合律 |
|---|---|---|
| 后缀 | () [] -> . ++ - - | 从左到右 |
| 一元运算符 | + - ! ~ ++ - - (type)* & sizeof | 从右到左 |
| 乘法 | * / % | 从左到右 |
| 加法 | + - | 从左到右 |
| 移位 | << >> | 从左到右 |
| 关系 | < <= > >= | 从左到右 |
| 相等 | == != | 从左到右 |
| 按位与 | & | 从左到右 |
| 按位异或 | ^ | 从左到右 |
| 按位或 | | | 从左到右 |
| 逻辑与 | && | 从左到右 |
| 逻辑或 | || | 从左到右 |
| 条件 | ?: | 从右到左 |
| 赋值 | = += -= *= /= %=>>= <<= &= ^= |= | 从右到左 |
| 逗号 | , | 左向右 |
C 语言中的其他运算符
除上述运算符外，C 语言中还有一些其他运算符未归入上述任何类别。例如，自增和自减运算符(++ 和 --)本质上是一元运算符，可以作为操作数的前缀或后缀。
用于处理内存位置地址的运算符，例如寻址运算符 (&) 和解引用运算符 (*)。sizeof 运算符 (sizeof) 看起来像一个关键字，但实际上是一个运算符。
C 语言还具有类型转换运算符 (())，用于强制更改操作数的类型。 C 语言在处理派生数据类型(例如struct和union)时，也使用点 (.) 和箭头 (->) 符号作为运算符。
C 语言的 C99 版本引入了一些附加运算符，例如 auto、decltype。
C 语言中的单个表达式可能包含多个不同类型的运算符。C 编译器会根据运算符的优先级和结合性来计算其值。例如，在以下表达式中 -
a + b * c
乘法操作数优先于加法运算符。
我们将在后续章节中通过示例理解这些属性。
许多其他编程语言，称为 C 系列语言(例如 C++、C#、Java、Perl 和 PHP)，其运算符命名法与 C 语言类似。
