2.4C++的運算符和表達式

2.4C++的運算符和表達式運算符是施加在數(shù)據(jù)上的重要操作，變量、常量通過操作符組合成C++的表達式，構(gòu)成了C++程序的基本要素。本節(jié)將介紹C++語言中基本運算符和表達式。2.4.1C++中的基本運算符運算是對數(shù)據(jù)的加工過程，而標識不同運算的符號稱職運算符，參與運算的數(shù)據(jù)稱為操作數(shù)。表2.3列出了C++中的基本運算符、其優(yōu)先級及對操作數(shù)的結(jié)合性。優(yōu)先級運算符運算順序功能1717::從右向左結(jié)合從左向右結(jié)合全局范圍符（單目）類范圍符（雙目）1616161616f,.[]()()sizeof從左向右結(jié)合從左向右結(jié)合從左向右結(jié)合從左向右結(jié)合從左向右結(jié)合成員選擇符數(shù)組下標符函數(shù)調(diào)用類型結(jié)構(gòu)取類型存儲大小15151515151515+--+,--~!+,-*,&()new,delete從右向左結(jié)合從右向左結(jié)合從右向左結(jié)合從右向左結(jié)合從右向左結(jié)合從右向左結(jié)合從右向左結(jié)合自增，自減按位反邏輯否單目加，單目減指針操作，取址類型轉(zhuǎn)換動態(tài)空間管理14->*,.*從左向右結(jié)合成員指針選擇13*,/,%從左向右結(jié)合乘法類運算12+,-從左向右結(jié)合加法類運算11<<,>>從左向右結(jié)合移位運算10<,<=>,>=從左向右結(jié)合關(guān)系比較9==,!=從左向右結(jié)合等值，不等值比較8&從左向右結(jié)合按位與7A從左向右結(jié)合按位異或61從左向右結(jié)合按位或5&&從左向右結(jié)合邏輯與4II從左向右結(jié)合邏輯或3?：從左向右結(jié)合條件操作符2=,*=,/=,%=,+=, =,<<=,>>=,&=,I=,A=從右向左結(jié)合從右向左結(jié)合賦值符1,從左向右結(jié)合逗號表達式注：優(yōu)先級相同的運算符，其執(zhí)行順序由該運算符在語句中的位置先后決定。根據(jù)參與運算的操作數(shù)的類型不同，運算符可以分為單目運算符（1個操作數(shù)）、雙目運算符（2個操作數(shù)）、三目運算符（3個操作數(shù)）。有一些運算符既可以是單目的，也可以是雙目的，根據(jù)賦予該運算符的操作數(shù)的不同，運算符具有不同的功能。例如：*pFile; var1*var2;運算符的優(yōu)先級和數(shù)學運算中的優(yōu)先級意義相同，它決定了一個操作符在表達式的運算順序，優(yōu)先級越高，運算次序越靠前。而結(jié)合性則決定一個操作符對其操作數(shù)的運算順序。如果一個操作符對其操作數(shù)的操作運算是自左向右執(zhí)行的，則稱該操作符是右結(jié)合的；反之如果一個操作符對其操作數(shù)的操作運算是自右向左執(zhí)行的，則稱該操作符是左結(jié)合實際的。根據(jù)操作符表示的運算的性質(zhì)不同，可以將C++中的操作符分為算術(shù)運算、關(guān)系運算符、邏輯運算符、賦值運算符、條件運算符、自增自減運算符、位運算符和sizeof運算符等。下面分別進行討論。1、算術(shù)運算符表2.4列出了C++中的算術(shù)運算符。表2.4C++中的算術(shù)運算符運算符運算操作例子取負（單目）—var+加法var1+var2減法（雙目）varl—var2*乘法var1*var2/除法var1/var2%取模（余）var1%var2對于單目運算符－，其返回值的數(shù)據(jù)類型與操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型相同.對于雙目運算符+、－、*和/，若其兩個操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型相同，則返回值的數(shù)據(jù)類型與操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型相同；若兩操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型不同，則返回值的數(shù)據(jù)類型與字長較長的操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型相同。注意：兩個整數(shù)相除的結(jié)果仍然是整數(shù)。若被除數(shù)不能被除數(shù)整除，則相除的結(jié)果將被取整，其小數(shù)部分將被略去。例如：34/7； 12.5%3（非法） 35%7在某些情況下，算術(shù)運算表達式會產(chǎn)生某些問題，計算的結(jié)果將給出錯誤或沒有定義的數(shù)值，這些情況稱為運算異常。對不同的運算異常，將產(chǎn)生不同的后果。在C++中，除數(shù)為零和實數(shù)溢出被視為一個嚴重的錯誤而導致程序運行的異常終止。而整數(shù)溢出則不被認為是一個錯誤（盡管其運算結(jié)果有可能與預期值不同）。因此，在一些與硬件打交道的低級程序中利用整數(shù)溢出查看設(shè)備的狀態(tài)位等。2、關(guān)系運算符表2.5列出了C++中的關(guān)系運算符，它們都是雙目運算符。關(guān)系運算符的返回值只有邏輯真和邏輯假兩種。當兩個操作數(shù)滿足關(guān)系運算符所要求的比較關(guān)系時，返回整型數(shù)1（真）；否則返回整型數(shù)0（假）。表2.5C++中的關(guān)系運算符運算符運算操作使用例子<小于var1<var2<=小于等于var2<=var2>大于var2>var2>=大于等于var2>=var2==等于var2==var2!=不等于var2!=var2例如：var1=85;var2=91;var3=(var1<var2)+6;//結(jié)果為7注意：（1）、關(guān)系運算符的兩個操作數(shù)可以是任何基本數(shù)據(jù)類型。（2）、在進行相等及不相等關(guān)系關(guān)系運算時，除了兩個操作數(shù)都有是整型數(shù)之外，由于計算機的存儲方式及計算誤差，運算結(jié)果常常會與預期結(jié)果相反。因此，在比較兩個實數(shù)（浮點數(shù)或雙精度型）相等或不等時，常用判斷這兩個操作數(shù)的差值的絕對值小于或大于某一給定的小數(shù)值來代替（可靠性高一些）。3、邏輯運算符表2.6列出了C++中的邏輯運算符，邏輯運算符用來表示操作數(shù)的邏輯關(guān)系，其運算結(jié)果是整型數(shù)1或0。邏輯運算的結(jié)果也可以作為一個整型數(shù)用在算術(shù)運算中。表2.6C++中的邏輯運算符運算符運算操作使用例子!邏輯反!expr&&邏輯與expr1&&expr2II邏輯或expr1IIexpr2注意：在C++中，0被看作邏輯假，而其他的非零值（任意基本數(shù)據(jù)類型）均被視為邏輯真。4、賦值運算符賦值運算符“=”將左邊的變量值或表達式的值賦給左邊的變量，其結(jié)果是將一個新的數(shù)值存放在左操作數(shù)所占用的內(nèi)存單元中。賦值運算也有返回值，該返回值的數(shù)值是右操作數(shù)的數(shù)值，而其數(shù)據(jù)類型則與左操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型相同。同時，賦值運算的運算次序是從右到左進行的。所以采用多個賦值運算符可以將多個操作數(shù)連接起來，其運算結(jié)果是將表達式最右端的操作數(shù)的值賦給其左邊的各個操作數(shù)。例如：var1=var2=var3=var4=21;賦值操作符可以與某些算術(shù)操作符、關(guān)系操作符或位操作符進行復合，產(chǎn)生一個新的雙目操作符，其功能是將該操作符的左、右操作數(shù)分別作為相應的算術(shù)操作符、關(guān)系操作符或位操作符的左、右操作數(shù)進行相應的算術(shù)、比較或位操作，再將運算的結(jié)果賦給復合操作符的左操作數(shù)。在C++中可以使用的10種復合操作符，具體如下：+=,—=,*=,/=,%=,<<=,>>=,&=,A=,1=。例如：var1+=var2; 等價 var1=var1+var2;5、條件運算符條件運算符是C++中唯一的三目運算符，它的使用較為靈活，在某些情況下可以用來代替if—else語句。條件運算符的語法形式如下：expr1?expr2:expr3;根據(jù)expri計算的結(jié)果決定計算expr2（結(jié)果非0）或expr3（結(jié)果為0）。整個表達式的最終返回結(jié)果由表達式expr2或expr3決定。例如：5>6?x=5:x=8;6、自增、自減運算符自增運算符“++”和自減運算符“一一”主要用在循環(huán)語句中，為循環(huán)控制變量提供格式緊縮的加1和減1運算。例如： i++;等價于i=i+1;自增和自減運算符對其操作數(shù)都進行賦值，且每種運算符都有前綴和后綴兩種用法。當使用前綴用法（例如++i）時，程序首先對該操作數(shù)進行引用，再對其進行加1或減1用賦值；當使用后綴用法（例如i++）時，程序首先對操作數(shù)進行加1或減1及賦值，再對該操作數(shù)進行引用。［例2.9］自增、自減運算符及其不同用法舉例//EX2_9.cpp//自增、自減操作符及其不同用法#include<iostream.h>voidmain(){intvar1,var2;var1=10;cout<<"var1="<<var1<<'\n';var2=var1++;cout<<"var1++="<<var1<<'\n';cout<<"var2=var1++="<<var2<<'\n';cout<<"\n\n\n";var1=10;cout<<"var1="<<var1<<'\n';var2=++var1;cout<<"++var1="<<var1<<'\n';cout<<"var2="<<var2<<'\n';cout<<"\n\n\n";var1=10;cout<<"var1="<<var1<<'\n';var2=var1--;cout<<"var1--="<<var1<<'\n';cout<<"var2=var1--="<<var2<<'\n';cout<<"\n\n\n";var1=10;cout<<"var1="<<var1<<'\n';var2=--var1;cout<<"--var1="<<var1<<'\n';cout<<"var2="<<var2<<'\n';}7、位運算符在C++語言中提供了大量的低級操作函數(shù)，使得它可以完成通常由匯編語言完成的大部分工作。支持按位運算便是對低級操作支持的重要組成部分。表2.7列出了6個位運算符。表2.7C++中的位運算符運算符運算操作使用例子~按位取反~var<<左移var1<<var2（移位的位數(shù)）>>右移var1>>var2（移位的位數(shù)）&按位與var1&var2A按位異或var1Avar2|按位或var1lvar2位運算符將其操作數(shù)看作一個二進制位的集合，各二進制位的取值只能是0和1中的一個。通過位運算，程序員可以對某個數(shù)據(jù)中的特定二進制位進行檢測或為給定的二進制位賦值。注意：位運算符的操作數(shù)只能是基本數(shù)據(jù)類型中的char和int類型及其各種變體而不支持float、double、void或其他更復雜的數(shù)據(jù)類型。對于整型數(shù)據(jù)，由于符號位在不同位運算符中的處理方法不同，且受到機器類型的影響。因此，為了保證程序運行的正確性，建議使用unsignedint類型數(shù)據(jù)作為位運算符的操作數(shù)。利用位運算符來設(shè)置及檢測奇偶校驗位，也可以用于簡單的加密程序等。8、sizeof運算符sizeof運算符通知編譯程序其操作數(shù)在內(nèi)存中占用的字節(jié)數(shù)，它返回變量或括號中的類型修飾符的字節(jié)長度。這是在程序編譯時確定的，與程序的運行狀態(tài)無關(guān)。其格式如下：sizeof(type_specifier);或sizeof(variable_name);使用sizeof運算符的主要目的是為了增強程序的可移植性，使之不會由于機器表示同一數(shù)據(jù)類型時存在字節(jié)長度不同而導致程序出錯，從而確保程序可以在不同的硬件環(huán)境上正常運行。4.2C++表達式在C++中，表達式是由運算符、常量、變量和表達式按照一定的語法規(guī)則組合而成的。表達式在程序執(zhí)行時完成一個或多個操作，并最終返回一個結(jié)果。若無特別說明，表達式的返回結(jié)果是一個右值，其數(shù)據(jù)類型由參與運算的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型來確定。當不同數(shù)據(jù)類型的常量和變量在一個表達式中混合使用時，它們在計算時將被轉(zhuǎn)換成同一數(shù)據(jù)類型。通常C++編譯器在進行類型轉(zhuǎn)換時遵循“向上轉(zhuǎn)換”的原則，即將涉及數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為其中字長最長的數(shù)據(jù)類型。轉(zhuǎn)換規(guī)則如下所示：(1)所有的char和shortint都被轉(zhuǎn)換為int;(2)對所有的float被轉(zhuǎn)換為double；(3)對所有的操作數(shù)，若其中一個為longdouble，則另一個也被轉(zhuǎn)換為longdouble；(4)否則，如果一個操作數(shù)為double，則另一個也被轉(zhuǎn)換