【C++学习笔记】06_运算符与表达式

运算符与表达式
运算符，顾名思义，指的是具有运算意义的符号，比如加运算符（+），减运算符（-）等，表达式，是C++编译器能读懂的计算机语句，由运算符和操作数按一定语法规则组合而成，根据运算符决定对操作数进行何种运算，并得出唯一的运算结果。

C++提供的运算符有以下几种：算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、条件运算符、赋值运算符、逗号运算符、sizeof运算符及其它运算符。同时，按照操作数的个数，运算符又可以分为单目运算符（1个操作数）、双目运算符（两个操作数）和三目运算符（3个操作数）。



【算术运算】



注意： 取余操作（%）要求两个操作数都为整型数值！

余操作（%）和除操作（/）都要求被除数不可以为0！

代码示例：



运行结果：



注意：使用整型进行除运算会有较大的误差

修改代码：



运行结果：





【逻辑运算】

对简单电路有所了解的人可能更容易理解逻辑（与或非）的概念，C++中提供了3个逻辑运算符，分别是：

&&(“与”)，||（“或”），!（“非”）

其中，!为单目操作符，结合顺序为从右向左，&&和||为双目运算符，结合顺序为从左向右，逻辑运算符要求其操作数为bool型，即有true和false两种取值，但实际上，借助

于C++的类型转换机制，普通的数值量也可以进行逻辑运算，非0量转换为true，0转换为false。逻辑运算返回一个bool型量，表2.6为操作数的值与逻辑表达式的值之间的关系。





【短路表达式】

在由&&和||运算符组成的逻辑表达式中，C++规定：只对能够确定整个表达式值所需要的最少数目的子表达式进行计算。也就是说，当计算出一个子表达式的值后便可确定整个逻辑表达式的值时，后面的子表达式就不需要再计算了，这种表达式也称为短路表达式。

如果下列条件满足：

在逻辑与表达式“表达式1 &&
表达式2”中，表达式1为false；

在逻辑或表达式“表达式1 ||
表达式2”中，表达式1为true；

则保证不会计算表达式2。

来看下面的语句：

inta=0,b=3;

a &&(b++);

表达式a为0，则判定为false，由于&&逻辑运算，所以后面的就不用再计算了，后面的b++的自增运算也不会再继续下去。



【关系运算】





注意： 表达整型变量是否为0？

应当使用“==”或“！=”来表达，即num==0或num！=0

表达浮点型变量是否为0？

无论是float还是double变量都存在着精度的限制，所以应该尽量避免与数值精准的“==”和“！=”做比较。应该用“>=”或“<=”的形式做比较。

例子：((num<=delta)&&(num>=delta));

这个方法适用于浮点类型变量和0做比较，其他类型的变量也适用。

Bool类型不用做比较

Bool本身就只有true和false两种值，进行判断是，一般true返回的是1，false返回的是0，所以一般是不用比较的，例子：假设isok是布尔型变量

If(isok){********}或者if(!isok){********}



【条件运算】

条件运算符是C++中唯一一个三目运算符，条件表达式的一般形式为：

S1? S2 : S3;

其含义为：若S1为true，则条件表达式取S2的值，否则，取S3的值，条件运算符的优先级比赋值运算符略高。

min=A>B? B : A;

上面例句的意义为：如果A大于B成立（true），变量min取值为B，否则，变量min取值为A。恰当地使用条件运算符可以写出精炼的C++语句。



【位运算】

无论在什么情况下，数据都是由0和1来存储的，这就是数据的机内表示，有时按位操作数据是很必要的，可就是说，程序员可能希望通过改变内存中某单元的某一位来改变其值，这就是位运算的由来。C++中的位运算符有以下两类：

位逻辑运算符：&（位“与”）、^（位“异或”）、|（位“或”）、~（位“取反”）；

移位运算符：<<（左移）、>>（右移）。

下面分开进行介绍，首先来看<<和>>，可能有的读者会说，这不是前面代码中经常出现的、跟在cin和cout后面的输入输出符么，没错，但它们在这里起的是移位的功能，而不是用来输入输出。

代码例子：



运行结果：



在示例中，可以看出，C=A<<3，A的十进制值为521，转换为二进制机器码，就是1000001001，short类型A占用两个字节，每个字节8位，所以是0000001000001001，“A<<3”代表每一位都向左移动3位，空位用0补齐，所以结果的二进制机器码就是：00010000 01001000，那么结果十进制就是：4168。

注意：

对于空白位补0这一操作是针对无符号数或者有符号正数而言的，而对于有符号的负数，编译器会对其进行特殊处理。



位取反运算：

即是对一个数的各位都进行非运算，比如：

0001000001001000

1110111110110111



位“与”、位“或”、位“异或”：

代码示例：



运行结果：



下面看看异或的处理，修改程序：



运行结果：



就是相同为0，不同为1。



注意：和移位运算不同，位“反”、位“与”、位“或”、位“异或”都不会介意处理对象的符号问题，符号位会被当成单纯的“0”和“1”来处理。



【赋值运算】

由赋值运算符组成的表达式为赋值表达式，赋值运算符的结合性是由右至左，因此，C++程序中允许出现连赋值的情况。

intA,B,C,D,E;

A=B=C=D=E=9;

上述语句是合法的，整型变量A、B、C、D和E都被赋值为9。

讨论到赋值运算，有必要提及程序实体和左值这两个概念，程序实体是内存中的一块可标识的区域，左值是左值表达式的简称，是指明一个程序实体的表达式。判断一个表达式是否左值的方法是看其能否放在等号的左边。

如“float a;”声明了一个浮点型变量a，则a是左值，因为它指明了一个程序实体，可放在赋值号的左边，但表达式“a+3”和“a=1”就不能放在赋值号的左边，不是左值。



【++and--】

对于表达式“x=x+1;”、“x=x-1”（或写为“x+=1”、“x-=1”），有种更简洁的写法“x++”（或“++x”）、“x--”（或“--x”）。“++”、“--”称为加1运算符和减1运算符，它们都是单目运算符，优先级高于任何双目运算符，结合性为从右到左。

“ ++” 和“ --” 多有两种形式：前缀形式（“ ++x” 、“ --x” ）和后缀形式（“x++”、“x--”）。前后缀运效果是不同的。

例子示例：



运行结果：



从代码和运行结果上看就可以看出“B=A++”是A先赋值给B再自增+1。

而“B=++A”是A先自增+1，然后再赋值给B的。



注意：

“x++”和“x--”这样的写法都不是左值，前面已经讲过什么是左值，是左值表达式的简称，是指明一个程序实体的表达式。判断一个表达式是否左值的方法是看其能否放在等号的左边。但是“++x”和“--x”是左值，可以放在等号的左边，像“++++x”的写法是正确的。



【逗号表达式】

逗号表达式由用逗号分割的一组表达式组成，这些表达式从左向右计算，逗号表达式的结果是最右边表达式的值，其类型也是最后一个表达式的类型。

代码2-15是逗号表达式的使用范例，其中“A++,--B,A*B”是逗号表达式，按照从左到右的顺序分别进行对A的加1操作（后缀++）、对B的减1操作（前缀--）、A和B相乘，并将最后一个表达式（A*B）的值返回，赋值给C。

代码示例：



运行结果：





【sizeof运算符和sizeof表达式】

sizeof是个单目运算符，用来计算操作数在内存中占据的字节数，其操作数既可以是括在圆括号中的类型标识符，其返回值是size_t类型，即无符号整数，如：

sizeof(short);//返回2

sizeof(long); //返回4

sizeof(int); //

不确定，取决于不同的系统

也可以是一个表达式，如：

short x；

sizeof(x); //

返回2

代码示例：



运行结果：





【运算符的优先级】

总的来说，有以下几点规律：

操作数多的运算符优先级别相对低一点，从高到低：单目→双目（不包含赋值运算符）→三目→赋值→逗号；

双目运算符个数最多，双目运算符优先级从高到低依次为：算术运算符→比较运算符→位运算符→逻辑运算符；

算术运算符中，*、/、%的优先级高于+、-；

位运算符优先级从高到低为：~→&→^→|；

逻辑运算符优先级从高到低为：！→&&→||；

赋值运算具有相同的优先级。

二元操作符的潜在缺点：

二元操作符左右操作数的计算顺序并没有在C++中明确的表示，所以有以下情况：

IntA =5，B;

B=(A=2)+(++A);

若先执行“A=2”那么结果就是5；

若先执行“++A”那么结果就是8；

不过程序可以这样改：

A=2;

++A;

B=A+A //或者B=2*A;



一些错误的理解：

1. 如果A为0，则对A加1，否则对A 加10；

A==0? A+=1 :A+=10; 错误

编译器会这么想：

(A==0? A+=1 : A)+=10

应该这么写：

A==0? (A+=1) : (A+=10) 正确



2. 判断A、B、C是否相等

A==B==C

编译器会这么认为：

A==(B==C)

赋值符是从右到左的，上面的语句在A=0同时B不等于C的时候，也是返回“true”

应该这么改：

(A==B)&& (A==C) && (B==C)