运算符和优先级

概述

运算符也叫操作符，运算符可以对一个或多个操作数进行运算，并获取运算结果。例如：2+3，其操作数是2和3，而运算符则是“＋”。主要的运算符有：赋值运算符，算术运算符，关系运算符，逻辑运算符和位运算符。

名称	符号
赋值运算符	=、+=，-=，*=，/=，%=，>>=，<<= ，&=，
算术运算符	+、-、*、/、%
关系运算符	==、!=、>、>=、<、<=
逻辑运算符	&&、||、!
自增自减运算符	++、–
三目运算符	?:
逗号运算符	,
位运算符	&、|、~、^、<<、>>

一、赋值运算符

1.1 简单赋值运算符

赋值号"="，它的作用是将一个表达式的值赋给一个左值。当左、右操作数的类型不同时，编译器会隐式进行转换，将右操作数转为左操作数。

int a, b, c;
a=3;
b=4;
c = (a + b)*(2*a - b) // 得出14

1.2 复合赋值运算符

复合赋值表达形式：变量 双目运算符=表达式。如a+=5

它等效于：变量=变量 运算符 表达式

复合算术赋值（+=,-=,*=,/=,%=）

复合位运算赋值（&=,|=,^=,>>=,<<=）

例如：

a+=5   等价于a=a+5
x*=y+7 等价于x=x*(y+7)
r%=p   等价于r=r%p

二、算术运算符

算术运算符是用来处理四则运算的符号，这是最简单，也最常用的符号，尤其是数字的处理，几乎都会使用到算术运算符。

运算顺序是先乘除，后加减，如果有括号就先算括号内后算括号外，同一级运算顺序是从左到右

操作符：+、-、*、/、%

注意：

• 除法运算符对整数运算时，结果只取整数部分
• 求模运算符的操作数只能是整型
• 加法运算中，任何值和字符串相加，先将该值转为字符串，再做拼串操作

三、自增自减运算符

自增自减运算属于单目运算符又叫一元运算符，操作数是一个。自增运算符 ++使操作数的值加1，其操作数必须为可变。自增运算符++可以置于操作数前面，也可以放在后面，如下：

int num=0;
int tmp=0;
num++;
++num;
tmp=++num;//先自增再赋值
tmp=num++;//先赋值再自增

++前置与后置的区别：

• 无其它操作

  num++和++num，结果都是一样的

• 有其它操作，比如赋值

  tmp=++num，num自增1后赋值给tmp

  tmp=num++，num先赋值给tmp后自增1

四、关系运算符

关系运算符可以比较两个值之间的大小关系，如果关系成立它会返回true,如果关系不成立则返回false。

操作符：==、!=、>、>=、<、<=

非数值比较时，先都转为数值，然后比较大小。

对于两侧都是字符串时，比较其 unicode 编码的大小。

在C++中，将非零值和true都判断为真。将0和false都判断为假。

五、逻辑运算符

逻辑运算的数据和结果都是布尔类型。

! 逻辑非，对一个布尔值进行取反操作。

&& 逻辑与，都为true才返回true，如果前一个值为false，则不会继续往后判断，并直接返false。

|| 逻辑或，有一个true就返回true，如果前一个值为true，则不会继续往后判断，并直接返回true。

口诀：或真且假

六、三目运算符

使用形式：<条件表达式>？<表达式1> : <表达式2>

当条件表达式运算结果为真时，返回表达式1的值。

当条件表达式运算结果为假时，返回表达式2的值。

max=(a>b)?a:b->就是将a和b二者中较大的一个赋给max。

例如：
⑴ m<n ? x : a+3
等价于：(m<n) ?(x) :(a+3)
⑵ a++>=10 && b–>20 ? a : b
等价于：(m<n) ?(x) :(a+3)  
等价于(a++>=10 && b–>20) ? a : b
⑶ x=3+a>5 ? 100 : 200
等价于：x= (( 3+a>5 ) ? 100 : 200 )

七、逗号运算符

多个表达式可以用逗号分开，其中用逗号分开的表达式的值分别结算，但整个表达式的值是最后一个表达式的值。

int num1,num2,a=2,b=7,c=5;
num1 = (++a,b--,c+3);
num2 = ++a,b--,c+3;

对于给num1赋值的代码，有三个表达式，用逗号分开，所以最终的值应该是最后一个表达式的值，也就是(c+3)的值为8，所以num1的值为8。

对于给num2赋值的代码，也有三个表达式，这时的三个表达式为num2 = ++b、c–、d+3,（因为赋值运算符比逗号运算符优先级高）所以最终表达式的值虽然也为8，但num2=4（第2行代码运算完时，a=3，即第3行代码运行时，a的值为4）。

八、位运算符

参与运算的量，均以补码形式按二进制位进行运算。

运算符用来对二进制位进行操作，对于位运算符来说，左右操作数均为整数，才有意义。

8.1 按位与

按位与运算符"&"是双目运算符。 其功能是参与运算的两数各对应的二进位相与。两位同时为1，结果才为1，否则为0。参与运算的两个数均以补码出现。

按位与运算通常用来对某些位清0或保留某些位。例如把a的高八位清 0 ，保留低八位， 可作 a&255 运算 ( 255 的二进制数为11111111)。

运算规则：0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1;

 short a = 57;
 93 & a
   0000 0000 0101 1101
 & 0000 0000 0011 1001 
 -------------------------
   0000 0000 0001 1001

8.2 按位或

按位或运算符“|”是双目运算符。 其功能是参与运算的两数各对应的二进位相或。只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1。参与运算的两个数均以补码出现。

运算规则：0|0=0； 0|1=1； 1|0=1； 1|1=1；

 short a = 57;
 93 | a
   0000 0000 0101 1101
 | 0000 0000 0011 1001 
 -------------------------
   0000 0000 0111 1101

8.3 按位异或

只有在两个比较的位不同时其结果是1，否则结果为0。即：相同为0，不同为1。

运算规则：0^0=0； 0^1=1； 1^0=1； 1^1=0；

 short a = 57;
 93 ^ a
   0000 0000 0101 1101
 ^ 0000 0000 0011 1001 
 -------------------------
   0000 0000 0110 0100

用途：

1. 实现两个数的交互

   int a = 8,b = 12
   a=a^b; 1000^1100=0100
   b=a^b; 1100^0100=1000
   a=a^b; 0100^1000=1100
   则a = 12,b = 8
   

2. 加密解密

   int age=57;
   int key=93;
   第一次异或进行加密
      0000 0000 0101 1101（明文）
    ^ 0000 0000 0011 1001（秘钥）
    -------------------------
      0000 0000 0110 0100（密文）
     
   第二次异或进行解密
      0000 0000 0110 0100（密文）
    ^ 0000 0000 0011 1001（秘钥）
    -------------------------
      0000 0000 0101 1101（明文）
   

8.4 按位取反

按位取反：二进制每一位取反，0变1，1变0

运算规则：转二进制补码，取反（即0变1, 1变0）

因为计算机底层都是以补码进行计算的，故以补码的方式进行的，转二进制后取反

求~3
由于3是正数，正数的原码补码反码都是一样的,所以3的补码：0000 0011
~0000 0011
-------------
 1111 1100
 
求~-7
-7原码：1000 0111
-7反码：1111 1000
-7补码：1111 1001
~1111 1001
-------------
 0000 0110（~-7）

8.5 左移操作符（<<）

双目运算符。第一运算对象是移位对象，第二个运算对象是所移的二进制位数。

移位运算符是将数据看成二进制数，对其进行向左移动若干位的运算。左移一位相当于该数乘以2，左移N位相当于该数乘以2的N次方。

移位时

• 移出的位数全部丢弃

• 移出的空位补0

93 << 3 
0000 0000 0101 1101（93）
-------------------------
0000 0010 1110 1000（93<<3）

8.6 右移操作符（>> ）

双目运算符。第一运算对象是移位对象，第二个运算对象是所移的二进制位数。

移位运算符是将数据看成二进制数，对其进行向右移动若干位的运算。右移一位相当于除以2，右移N位相当于除以2的N次方。

移位时

• 移出的位数全部丢弃

• 移出的空位如果是整数补0，负数补1

93 >> 3
0000 0000 0101 1101（93）
-------------------------
0000 0000 0000 1011（93>>3）

九、运算符优先级

运算符优先级是编程语言中一个重要的概念，它决定了表达式中运算符的计算顺序。通常，优先级最高的运算符最先进行计算，优先级最低的运算符最后计算。如果两个运算符的优先级相同，那么按照结合性（从左到右或从右到左）决定计算顺序。

下面是C#运算符的优先级从高到低的顺序表：

1. 括号 ()
2. 一元运算符 ++, --, !，等等。
3. 乘法运算符 *, /, %
4. 加法运算符 +, -
5. 移位运算符 <<, >>
6. 关系运算符 <, >, <=, >=
7. 相等运算符 ==, !=
8. 按位运算符 &
9. 条件 AND 运算符 &&
10. 条件 OR 运算符 ||
11. 条件运算符 ?:
12. 赋值运算符 =, +=, -=, *=, /=, %=, &=, |=, ^=, <<=, >>=

如下举例说明：

int a = 10;
int b = 20;
int c = 30;
int result =  a + b * c; // 错误，应该先计算乘法
int result = (a + b)* c; // 正确，使用了括号改变优先级