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C++ 运算符

运算符是一种告诉编译器执行特定的数学或逻辑操作的符号，C++ 内置了丰富的运算符

C++ 提供了以下类型的运算符

  • 算术运算符
  • 关系运算符
  • 逻辑运算符
  • 位运算符
  • 赋值运算符
  • 杂项运算符

算术运算符

下表列出了 C++ 支持的算术运算符

在以下的章节中，我们假设变量 A = 7 变量 B=13

运算符 描述 范例
+ 把两个操作数相加 A + B 将得到 20
- 从第一个操作数中减去第二个操作数 A - B 将得到 -6
* 把两个操作数相乘 A * B 将得到 91
/ 分子除以分母 B / A 将得到 1
% 取模运算符，整除后的余数 B % A 将得到 6
++ 自增运算符，整数值增加 1 A++ 将得到 11
-- 自减运算符，整数值减少 1 A-- 将得到 9

范例 : 了解 C++ 中的算术运算符

/**
 * file: main.cpp
 * author: 简单教程(www.twle.cn)
 *
 * Copyright © 2015-2065 www.twle.cn. All rights reserved.
 */

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
   int a = 7;
   int b = 13;
   int c ;

   c = a + b;
   cout << "Line 1 - c 的值是 " << c << endl ;
   c = a - b;
   cout << "Line 2 - c 的值是 " << c << endl ;
   c = a * b;
   cout << "Line 3 - c 的值是 " << c << endl ;
   c = a / b;
   cout << "Line 4 - c 的值是 " << c << endl ;
   c = a % b;
   cout << "Line 5 - c 的值是 " << c << endl ;

   int d = 10;   //  测试自增、自减
   c = d++;
   cout << "Line 6 - c 的值是 " << c << endl ;

   d = 10;    // 重新赋值
   c = d--;
   cout << "Line 7 - c 的值是 " << c << endl ;
   return 0;
}

编译和运行以上范例，输出结果如下：

$ g++ main.cpp && ./a.out
Line 1 - c 的值是 20
Line 2 - c 的值是 -6
Line 3 - c 的值是 91
Line 4 - c 的值是 0
Line 5 - c 的值是 7
Line 6 - c 的值是 10
Line 7 - c 的值是 10

关系运算符

下表列出了 C++ 支持的关系运算符

在以下的章节中，我们假设变量 A = 7 变量 B=13

运算符 描述 范例
== 检查两个操作数是否相等，相等则为真 (A == B) 不为真
!= 检查两个操作数是否相等，不相等则为真 (A != B) 为真
> 检查左操作数是否大于右操作数，是则为真 (A > B) 不为真
< 检查左操作数是否小于右操作数，是则为真 (A < B) 为真
>= 检查左操作数是否大于或等于右操作数，是则为真 (A >= B) 不为真
<= 检查左操作数是否小于或等于右操作数，是则为真 (A <= B) 为真

范例 : 了解 C++ 中的关系运算符。

/**
 * file: main.cpp
 * author: 简单教程(www.twle.cn)
 *
 * Copyright © 2015-2065 www.twle.cn. All rights reserved.
 */

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
   int a = 7;
   int b = 13;
   int c ;

   if( a == b )
   {
      cout << "Line 1 - a 等于 b" << endl ;
   }
   else
   {
      cout << "Line 1 - a 不等于 b" << endl ;
   }
   if ( a < b )
   {
      cout << "Line 2 - a 小于 b" << endl ;
   }
   else
   {
      cout << "Line 2 - a 不小于 b" << endl ;
   }
   if ( a > b )
   {
      cout << "Line 3 - a 大于 b" << endl ;
   }
   else
   {
      cout << "Line 3 - a 不大于 b" << endl ;
   }
   /* 改变 a 和 b 的值 */
   a = 5;
   b = 20;
   if ( a <= b )
   {
      cout << "Line 4 - a 小于或等于 b" << endl ;
   }
   if ( b >= a )
   {
      cout << "Line 5 - b 大于或等于 a" << endl ;
   }
   return 0;
}

编译和运行以上范例，输出结果如下：

$ g++ main.cpp && ./a.out
Line 1 - a 不等于 b
Line 2 - a 小于 b
Line 3 - a 不大于 b
Line 4 - a 小于或等于 b
Line 5 - b 大于或等于 a

逻辑运算符

下表列出了 C++ 支持的关系运算符

在以下的章节中，我们假设变量 A = 7 变量 B=13

运算符 描述 范例
&& 逻辑与运算符。如果两个操作数都非零，则为真 (A && B) 为假
|| 逻辑或运算符。如果两个操作数中有任意一个非零，则为真 (A || B) 为真
! 逻辑非运算符。如果条件为真则结果为假 !(A && B) 为真

范例 ：了解 C++ 中的逻辑运算符

/**
 * file: main.cpp
 * author: 简单教程(www.twle.cn)
 *
 * Copyright © 2015-2065 www.twle.cn. All rights reserved.
 */

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
   int a = 7;
   int b = 13;
   int c ;

   if ( a && b )
   {
      cout << "Line 1 - 条件为真"<< endl ;
   }
   if ( a || b )
   {
      cout << "Line 2 - 条件为真"<< endl ;
   }
   /* 改变 a 和 b 的值 */
   a = 0;
   b = 10;
   if ( a && b )
   {
      cout << "Line 3 - 条件为真"<< endl ;
   }
   else
   {
      cout << "Line 4 - 条件不为真"<< endl ;
   }
   if ( !(a && b) )
   {
      cout << "Line 5 - 条件为真"<< endl ;
   }
   return 0;
}

编译和运行以上范例，输出结果如下：

$ g++ main.cpp && ./a.out
Line 1 - 条件为真
Line 2 - 条件为真
Line 4 - 条件不为真
Line 5 - 条件为真

位运算符

位运算符作用于位，并逐位执行操作

&、 | 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

假设如果 A = 60，且 B = 13，现在以二进制格式表示，它们如下所示：

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++ 中的位运算符

假设变量 A 的值为 60，变量 B 的值为 13

运算符 描述 范例
& 如果同时存在于两个操作数中，二进制 AND 运算符复制一位到结果中 (A & B) 将得到 12，即为 0000 1100
| 如果存在于任一操作数中，二进制 OR 运算符复制一位到结果中 (A | B) 将得到 61，即为 0011 1101
^ 如果存在于其中一个操作数中但不同时存在于两个操作数中，二进制异或运算符复制一位到结果中 (A ^ B) 将得到 49，即为 0011 0001
~ 二进制补码运算符是一元运算符
具有"翻转"位效果，即0变成1，1变成0		 (~A ) 将得到 -61，即为 1100 0011，一个有符号二进制数的补码形式。
<< 二进制左移运算符
左操作数的值向左移动右操作数指定的位数		 A << 2 将得到 240，即为 1111 0000
>> 二进制右移运算符
左操作数的值向右移动右操作数指定的位数		 A >> 2 将得到 15，即为 0000 1111

范例 : 了解 C++ 中的位运算符

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
   unsigned int a = 60;      // 60 = 0011 1100  
   unsigned int b = 13;      // 13 = 0000 1101
   int c = 0;           

   c = a & b;             // 12 = 0000 1100
   cout << "Line 1 - c 的值是 " << c << endl ;

   c = a | b;             // 61 = 0011 1101
   cout << "Line 2 - c 的值是 " << c << endl ;

   c = a ^ b;             // 49 = 0011 0001
   cout << "Line 3 - c 的值是 " << c << endl ;

   c = ~a;                // -61 = 1100 0011
   cout << "Line 4 - c 的值是 " << c << endl ;

   c = a << 2;            // 240 = 1111 0000
   cout << "Line 5 - c 的值是 " << c << endl ;

   c = a >> 2;            // 15 = 0000 1111
   cout << "Line 6 - c 的值是 " << c << endl ;

   return 0;
}

编译和运行以上范例，输出结果如下：

$ g++ main.cpp && ./a.out
Line 1 - c 的值是 12
Line 2 - c 的值是 61
Line 3 - c 的值是 49
Line 4 - c 的值是 -61
Line 5 - c 的值是 240
Line 6 - c 的值是 15

赋值运算符

下表列出了 C++ 中的的赋值运算符

运算符 描述 范例
= 简单的赋值运算符
把右边操作数的值赋给左边操作数		 C = A + B 将把 A + B 的值赋给 C
+= 加且赋值运算符
把右边操作数加上左边操作数的结果赋值给左边操作数		 C += A 相当于 C = C + A
-= 减且赋值运算符
把左边操作数减去右边操作数的结果赋值给左边操作数		 C -= A 相当于 C = C - A
*= 乘且赋值运算符
把右边操作数乘以左边操作数的结果赋值给左边操作数		 C *= A 相当于 C = C * A
/= 除且赋值运算符
把左边操作数除以右边操作数的结果赋值给左边操作数		 C /= A 相当于 C = C / A
%= 求模且赋值运算符
求两个操作数的模赋值给左边操作数		 C %= A 相当于 C = C % A
<<= 左移且赋值运算符 C <<= 2 等同于 C = C << 2
>>= 右移且赋值运算符 C >>= 2 等同于 C = C >> 2
&= 按位与且赋值运算符 C &= 2 等同于 C = C & 2
^= 按位异或且赋值运算符 C ^= 2 等同于 C = C ^ 2
|= 按位或且赋值运算符 C |= 2 等同于 C = C | 2

范例 : 了解 C++ 中可用的赋值运算符

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
   int a = 21;
   int c ;

   c =  a;
   cout << "Line 1 - =  运算符范例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c +=  a;
   cout << "Line 2 - += 运算符范例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c -=  a;
   cout << "Line 3 - -= 运算符范例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c *=  a;
   cout << "Line 4 - *= 运算符范例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c /=  a;
   cout << "Line 5 - /= 运算符范例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c  = 200;
   c %=  a;
   cout << "Line 6 - %= 运算符范例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c <<=  2;
   cout << "Line 7 - <<= 运算符范例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c >>=  2;
   cout << "Line 8 - >>= 运算符范例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c &=  2;
   cout << "Line 9 - &= 运算符范例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c ^=  2;
   cout << "Line 10 - ^= 运算符范例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c |=  2;
   cout << "Line 11 - |= 运算符范例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   return 0;
}

编译和运行以上范例，输出结果如下：

Line 1 - =  运算符范例，c 的值 = 21
Line 2 - += 运算符范例，c 的值 = 42
Line 3 - -= 运算符范例，c 的值 = 21
Line 4 - *= 运算符范例，c 的值 = 441
Line 5 - /= 运算符范例，c 的值 = 21
Line 6 - %= 运算符范例，c 的值 = 11
Line 7 - <<= 运算符范例，c 的值 = 44
Line 8 - >>= 运算符范例，c 的值 = 11
Line 9 - &= 运算符范例，c 的值 = 2
Line 10 - ^= 运算符范例，c 的值 = 0
Line 11 - |= 运算符范例，c 的值 = 2

杂项运算符

下表列出了 C++ 支持的其他一些重要的运算符

运算符 描述
sizeof 返回变量的大小
? X : Y 条件运算符。如果 Condition 为真 ? 则值为 X : 否则值为 Y
, 逗号运算符。逗号表达式的值是以逗号分隔的列表中的最后一个表达式的值
. 和 -> 成员运算符，用于引用类、结构和共用体的成员
Cast 强制转换运算符 把一种数据类型转换为另一种数据类型
& 指针运算符 & 返回变量的地址
* 指针运算符 * 指向一个变量

C++ 中的运算符优先级

运算符的优先级确定表达式中项的组合。

这会影响到一个表达式如何计算。

某些运算符比其他运算符有更高的优先级，例如，乘除运算符具有比加减运算符更高的优先级。

例如 x = 7 + 3 * 2，在这里，x 被赋值为 13，而不是 20，因为运算符 * 具有比 + 更高的优先级，所以首先计算乘法 3*2，然后再加上 7。

在表达式中，较高优先级的运算符会优先被计算。

下表将按运算符优先级从高到低列出各个运算符

类别 运算符 结合性
后缀 () [] -> . ++ - - 从左到右
一元 + - ! ~ ++ - - (type)* & sizeof 从右到左
乘除 * / % 从左到右
加减 + - 从左到右
移位 << >> 从左到右
关系 < <= > >= 从左到右
相等 == != 从左到右
位与 AND & 从左到右
位异或 XOR ^ 从左到右
位或 OR | 从左到右
逻辑与 AND && 从左到右
逻辑或 OR || 从左到右
条件 ?: 从右到左
赋值 = += -= *= /= %=>>= <<= &= ^= |= 从右到左
逗号 , 从左到右

范例 : 了解 C++ 中运算符的优先级

对比有括号和没有括号时的区别，这将产生不同的结果。

因为 ()、 /、 * 和 + 有不同的优先级，高优先级的操作符将优先计算。

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
   int a = 20;
   int b = 10;
   int c = 15;
   int d = 5;
   int e;

   e = (a + b) * c / d;      // ( 30 * 15 ) / 5
   cout << "(a + b) * c / d 的值是 " << e << endl ;

   e = ((a + b) * c) / d;    // (30 * 15 ) / 5
   cout << "((a + b) * c) / d 的值是 " << e << endl ;

   e = (a + b) * (c / d);   // (30) * (15/5)
   cout << "(a + b) * (c / d) 的值是 " << e << endl ;

   e = a + (b * c) / d;     //  20 + (150/5)
   cout << "a + (b * c) / d 的值是 " << e << endl ;

   return 0;
}

编译和运行以上范例，输出结果如下：

(a + b) * c / d 的值是 90
((a + b) * c) / d 的值是 90
(a + b) * (c / d) 的值是 90
a + (b * c) / d 的值是 50
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