C语言基础之【运算符与表达式】

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C语言基础之【C语言概述】
C语言基础之【数据类型】（上）
C语言基础之【数据类型】（下）

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常用运算符分类

运算符 ：C语言中用于操作数据的基本工具。

运算符类型	作用
算术运算符	用于基本的数学运算
赋值运算符	用于给变量赋值
关系运算符	用于比较两个值的大小关系（并返回一个布尔值）
逻辑运算符	用于逻辑判断（并返回一个布尔值）
位运算符	用于对二进制位进行操作
条件运算符	用于简单的条件判断
指针运算符	用于操作指针
逗号运算符	用于分隔多个表达式，返回最后一个表达式的值
类型转换运算符	用于强制类型转换
sizeof运算符	用于获取数据类型或变量的大小（字节数）

• 算术运算符：包括 +、-、*、/、% 、++、-- 等。

• 赋值运算符：包括 =、+=、-=、*=、/=、%=、<<=、>>=、&=、^=、|= 等。

• 关系运算符：包括 ==、!=、>、<、>=、<= 等。

  • 也称为比较运算符

• 逻辑运算符：包括 &&、||、! 等。

• 位运算符：包括 &、|、^、~、<<、>> 等。

• 条件运算符： ? :

  • 也称为三元运算符，其格式为表达式1? 表达式2 : 表达式3

• 指针运算符：包括 & 和 *

  • *用于获取指针所指向的变量的值。

  • &用于获取变量的地址。

• 逗号运算符： ,

  • 例如：int a = (1 + 2, 3 + 4);，a的值为7

• 类型转换运算符： (类型)

• sizeof运算符

  • sizeof(int)可以得到int类型在当前系统中所占用的字节数
  • sizeof(a)可以得到变量a所占用的字节数

算术运算符

算术运算符 ：用于基本的数学运算

运算符	术语	示例	结果
+	正号	+3	3
-	负号	-3	-3
+	加	10 + 5	15
-	减	10 - 5	5
*	乘	10 * 5	50
/	除	10 / 5	2
%	取模（取余）	10 % 3	1
++	前置自增	a=2; b=++a;	a=3; b=3;
++	后置自增	a=2; b=a++;	a=3; b=2;
--	前置自减	a=2; b=--a;	a=1; b=1;
--	后置自减	a=2; b=a--;	a=1; b=2;

1. 正号 (+)：表示正数，通常可以省略。
2. 负号 (-)：表示负数。
3. 加 (+)：用于两个数的加法运算。
4. 减 (-)：用于两个数的减法运算。
5. 乘 (*)：用于两个数的乘法运算。
6. 除 (/)：用于两个数的除法运算。
7. 取模 (%)：用于两个数的取模运算，返回余数。
8. 前置自增 (++)：先自增，再使用变量的值。
9. 后置自增 (++)：先使用变量的值，再自增。
10. 前置自减 (--)：先自减，再使用变量的值。
11. 后置自减 (--)：先使用变量的值，再自减。

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• 前置自 增/减 和 后置自 增/减 的区别在于变量值的更新时机

赋值运算符

赋值运算符 ：用于给变量赋值

运算符	术语	示例	结果
=	赋值	a=2; b=3;	a=2; b=3;
+=	加等于	a=0; a+=2;	a=2;
-=	减等于	a=5; a-=3;	a=2;
*=	乘等于	a=2; a*=2;	a=4;
/=	除等于	a=4; a/=2;	a=2;
%=	模等于	a=3; a%=2;	a=1;

1. 赋值 (=)：将右侧的值赋给左侧的变量。
2. 加等于 (+=)：将左侧变量与右侧值相加，结果赋给左侧变量。
3. 减等于 (-=)：将左侧变量与右侧值相减，结果赋给左侧变量。
4. 乘等于 (\*=)：将左侧变量与右侧值相乘，结果赋给左侧变量。
5. 除等于 (/=)：将左侧变量与右侧值相除，结果赋给左侧变量。
6. 模等于 (%=)：将左侧变量与右侧值取模，结果赋给左侧变量。

关系运算符

关系运算符 ：用于比较两个值的大小关系，返回布尔值（1 表示真，0 表示假）

运算符	术语	示例	结果
==	等于	4 == 3	0
!=	不等于	4 != 3	1
<	小于	4 < 3	0
>	大于	4 > 3	1
<=	小于等于	4 <= 3	0
>=	大于等于	4 >= 3	1

1. ==：检查两个值是否相等，相等返回 1，否则返回 0
2. !=：检查两个值是否不相等，不相等返回 1，否则返回 0
3. <：检查左侧值是否小于右侧值，是则返回 1，否则返回 0
4. >：检查左侧值是否大于右侧值，是则返回 1，否则返回 0
5. <=：检查左侧值是否小于或等于右侧值，是则返回 1，否则返回 0
6. >=：检查左侧值是否大于或等于右侧值，是则返回 1，否则返回 0

逻辑运算符

逻辑运算符 ：用于逻辑判断（并返回一个布尔值）

运算符	术语	示例	结果
!	逻辑非	!a	用于对一个布尔值取反
&&	逻辑与	a && b	用于判断两个条件是否同时为真
	逻辑或		用于判断两个条件是否至少有一个为真

!（逻辑非）

• 如果操作数为真（非零），则结果为假（0）
• 如果操作数为假（0），则结果为真（1）

&&（逻辑与）

• 只有当两个操作数都为真时，结果才为真（1）
• 否则为假（0）

||（逻辑或）

• 只要有一个操作数为真，结果就为真（1）
• 只有当两个操作数都为假时，结果才为假（0）

运算符优先级

运算符优先级： 决定了表达式中运算符的执行顺序。

优先级	运算符	名称或含义	使用形式	结合方向	说明
1	[]	数组下标	数组名[常量表达式]	左到右	–
	()	圆括号	(表达式)/函数名(形参表)	左到右	–
	.	成员选择（对象）	对象.成员名	左到右	–
	->	成员选择（指针）	对象指针->成员名	左到右	–
2	-	负号运算符	-表达式	右到左	单目运算符
	~	按位取反运算符	~表达式	右到左	单目运算符
	++	自增运算符	++变量名/变量名++	右到左	单目运算符
	--	自减运算符	–变量名/变量名–	右到左	单目运算符
	*	取值运算符	*指针变量	右到左	单目运算符
	&	取地址运算符	&变量名	右到左	单目运算符
	!	逻辑非运算符	!表达式	右到左	单目运算符
	(类型)	强制类型转换	(数据类型)表达式	右到左	–
	sizeof	长度运算符	sizeof(表达式)	右到左	–
3	*	乘	表达式*表达式	左到右	双目运算符
	/	除	表达式/表达式	左到右	双目运算符
	%	余数（取模）	整型表达式%整型表达式	左到右	双目运算符
4	+	加	表达式+表达式	左到右	双目运算符
	-	减	表达式-表达式	左到右	双目运算符
5	<<	左移	变量<<表达式	左到右	双目运算符
	>>	右移	变量>>表达式	左到右	双目运算符
6	>	大于	表达式>表达式	左到右	双目运算符
	>=	大于等于	表达式>=表达式	左到右	双目运算符
	<	小于	表达式<表达式	左到右	双目运算符
	<=	小于等于	表达式<=表达式	左到右	双目运算符
7	==	等于	表达式==表达式	左到右	双目运算符
	!=	不等于	表达式!=表达式	左到右	双目运算符
8	&	按位与	表达式&表达式	左到右	双目运算符
9	^	按位异或	表达式^表达式	左到右	双目运算符
10		按位或	表达式|表达式	左到右	双目运算符
11	&&	逻辑与	表达式&&表达式	左到右	双目运算符
12		逻辑或	表达式||表达式	左到右	双目运算符
13	?:	条件运算符	表达式1?表达式2:表达式3	右到左	三目运算符
14	=	赋值运算符	变量=表达式	右到左	–
	*=	乘后赋值	变量*=表达式	右到左	–
	/=	除后赋值	变量/=表达式	右到左	–
	%=	取模后赋值	变量%=表达式	右到左	–
	+=	加后赋值	变量+=表达式	右到左	–
	-=	减后赋值	变量-=表达式	右到左	–
	<<=	左移后赋值	变量<<=表达式	右到左	–
	>>=	右移后赋值	变量>>=表达式	右到左	–
	&=	按位与后赋值	变量&=表达式	右到左	–
	^=	按位异或后赋值	变量^=表达式	右到左	–
		按位或后赋值	变量|=表达式	右到左	–
15	,	逗号运算符	表达式,表达式,…	左到右	–

• 优先级高的运算符先执行
• 优先级相同的运算符按结合方向执行

类型转换

类型转换 ：指将一种数据类型的值转换为另一种数据类型的过程。

数据有不同的类型，不同类型数据之间进行混合运算时必然涉及到类型的转换问题。

类型转换可以分为两种：

• 隐式类型转换（自动类型转换）：隐式类型转换是由编译器自动完成的。

  • 表达式中包含不同类型的操作数。
  • 赋值时，右侧表达式的类型与左侧变量的类型不一致。

• 显式类型转换（强制类型转换）：通过程序员手动指定的。

  • 使用强制类型转换运算符 (类型)
  • 语法：(目标类型) 表达式

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隐式类型转换：

1. 从小类型向大类型转换：
   如果表达式中包含不同类型的操作数，较小的类型会自动转换为较大的类型。

   

   int a = 10;
   double b = 3.14;
   double c = a + b; // a 自动转换为 double 类型
   

2. 赋值时的类型转换：

   如果赋值时右侧表达式的类型与左侧变量的类型不一致，右侧的值会自动转换为左侧变量的类型。

   int a = 10;
   double b = 3.14;
    a = b; // b 的值被截断为 int 类型，a = 3
   

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显式类型转换：

int a = 10;
int b = 3;
double c = (double)a / b; // 将 a 强制转换为 double 类型，结果为 3.333...

注意事项：强制类型转换可能会导致数据丢失或精度损失。

double d = 3.14;
int i = (int)d; // i = 3，小数部分丢失

类型转换的常见场景
1.算术运算中的类型转换

• 如果表达式中包含不同类型的操作数，较小的类型会自动转换为较大的类型。

  int a = 10;
  double b = 3.14;
  double c = a + b; // a 自动转换为 double 类型
  

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2.赋值时的类型转换

• 如果赋值时右侧表达式的类型与左侧变量的类型不一致，右侧的值会自动转换为左侧变量的类型。

    int a = 10;
    double b = 3.14;
    a = b; // b 的值被截断为 int 类型，a = 3
  

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3.函数调用时的类型转换

• 如果函数参数的类型与实参的类型不一致，实参的值会自动转换为形参的类型。

  void print(double d) 
  {
     printf("%f\n", d);
  }
   int main() 
  {
      int a = 10;
      print(a); // a 自动转换为 double 类型
      return 0;
  }
  

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4.指针类型转换

• 指针类型之间的转换需要显式类型转换。

  int a = 10;
  int *p = &a;
  double *q = (double *)p; // 将 int 指针强制转换为 double 指针
  

隐式类型转换

#include <stdio.h>

int main()
{
	int num = 5;
	printf("s1=%d\n", num / 2);
	printf("s2=%lf\n", num / 2.0);

	return 0;
}

输出：

s1=2
s2=2.500000

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1.整数除法：

• 当两个整数相除时，结果也是整数，小数部分会被截断。
  • 例如：5 / 2 的结果是 2

2.浮点数除法：

• 当至少有一个操作数是浮点数时，结果也是浮点数。
  • 例如：5 / 2.0 的结果是 2.5

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总结：整数除法会截断小数部分，而浮点数除法会保留小数部分。

显式类型转换

显式类型转换指的是使用强制类型转换运算符，将一个变量或表达式转化成所需的类型。

其基本语法格式：(类型说明符) (表达式)

#include <stdio.h>

int main()
{
	float x = 0;
	int i = 0;
	x = 3.6f;

	i = x;			//x为实型, i为整型，直接赋值会有警告
	i = (int)x;		//使用强制类型转换

	printf("x=%f, i=%d\n", x, i);

	return 0;
}

输出：

x=3.600000, i=3