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C 语言运算符

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 语言内置了丰富的运算符。

C 语言提供了以下几种运算符：

  • 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

接下来我们将逐一介绍算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符和其他运算符。

算术运算符

下表列出了 C 语言支持的所有算术运算符。

在此我们定义变量 A 的值为 7 ，变量 B 的值为 17

运算符 描述 范例
+ 把两个操作数相加 A + B 将得到 24
- 从第一个操作数中减去第二个操作数 A - B 将得到 -10
* 把两个操作数相乘 A * B 将得到 200
/ 分子除以分母 B / A 将得到 2
% 取模运算符，整除后的余数 B % A 将得到 3
++ 自增运算符，整数值增加 1 A++ 将得到 8
-- 自减运算符，整数值减少 1 A-- 将得到 6

我们用一个范例来演示 C 语言中所有可用的算术运算符：

范例

/**
 * file: arith-oper-main.c
 * author: 简单教程(www.twle.cn)
 */

#include <stdio.h>

int main()
{
   int a = 7;
   int b = 17;
   int c ;

   c = a + b;
   printf("Line 1 - c 的值是 %d\n", c );
   c = a - b;
   printf("Line 2 - c 的值是 %d\n", c );
   c = a * b;
   printf("Line 3 - c 的值是 %d\n", c );
   c = a / b;
   printf("Line 4 - c 的值是 %d\n", c );
   c = a % b;
   printf("Line 5 - c 的值是 %d\n", c );
   c = a++;                       // 赋值后再加 1 ，c 为 7，a 为 8
   printf("Line 6 - c 的值是 %d\n", c );
   c = a--;  // 赋值后再减 1 ，c 为 8 ，a 为 7
   printf("Line 7 - c 的值是 %d\n", c );

}

编译和执行上面的代码，输出结果如下

Line 1 - c 的值是 24
Line 2 - c 的值是 -10
Line 3 - c 的值是 119
Line 4 - c 的值是 0
Line 5 - c 的值是 7
Line 6 - c 的值是 7
Line 7 - c 的值是 8

我们再用一个范例来演示一下 a++ 与 ++a 的区别

/**
 * file: arith-oper-2-main.c
 * author: 简单教程(www.twle.cn)
 */

#include <stdio.h>

int main()
{
   int c;
   int a = 10;
   c = a++; 
   printf("先赋值后运算：\n");
   printf("Line 1 - c 的值是 %d\n", c );
   printf("Line 2 - a 的值是 %d\n", a );
   a = 10;
   c = a--; 
   printf("Line 3 - c 的值是 %d\n", c );
   printf("Line 4 - a 的值是 %d\n", a );

   printf("先运算后赋值：\n");
   a = 10;
   c = ++a; 
   printf("Line 5 - c 的值是 %d\n", c );
   printf("Line 6 - a 的值是 %d\n", a );
   a = 10;
   c = --a; 
   printf("Line 7 - c 的值是 %d\n", c );
   printf("Line 8 - a 的值是 %d\n", a );

}

编译和运行上面的代码，输出结果如下

先赋值后运算：
Line 1 - c 的值是 10
Line 2 - a 的值是 11
Line 3 - c 的值是 10
Line 4 - a 的值是 9
先运算后赋值：
Line 5 - c 的值是 11
Line 6 - a 的值是 11
Line 7 - c 的值是 9
Line 8 - a 的值是 9

关系运算符

关系运算符，又称比较运算符，执行的是比较运算。

每个关系运算符都返回一个布尔值。

下表列出了 C 语言支持的所有关系运算符。

在此我们定义变量 A 的值为 7 ，变量 B 的值为 17

运算符 描述 范例
== 检查两个操作数的值是否相等，相等则条件为真 (A == B) 不为真
!= 检查两个操作数的值是否相等，不相等则条件为真 (A != B) 为真
> 检查左操作数的值是否大于右操作数的值
如果是则条件为真		 (A > B) 不为真
< 检查左操作数的值是否小于右操作数的值
如果是则条件为真		 (A < B) 为真
>= 检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值
如果是则条件为真		 (A >= B) 不为真
<= 检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值
如果是则条件为真		 (A <= B) 为真

范例：了解 C 语言中的关系运算符

/**
 * file: main.c
 * author: 简单教程(www.twle.cn)
 */

#include <stdio.h>

int main()
{
   int a = 7;
   int b = 17;
   int c ;

   if( a == b )
   {
      printf("%d 等于 %d\n" , a , b);
   }
   else
   {
      printf("%d 不等于 %d \n"  , a , b);
   }
   if ( a < b )
   {
      printf("%d 小于 %d\n" , a , b );
   }
   else
   {
      printf("%d 不小于 %d \n"  , a , b);
   }
   if ( a > b )
   {
      printf("%d 大于 %d\n"  , a , b);
   }
   else
   {
      printf("%d 不大于 %d\n"  , a , b);
   }
   /* 改变 a 和 b 的值 */
   a = 17;
   b = 23;
   if ( a <= b )
   {
      printf("%d 小于或等于 %d\n"  , a , b);
   }
   if ( b >= a )
   {
      printf("%d 大于或等于 %d\n"  , a , b);
   }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

7 不等于 17
7 小于 17
7 不大于 17
17 小于或等于 23
17 大于或等于 23

逻辑运算符

逻辑运算又称布尔运算

下表列出了 C 语言支持的逻辑运算符。

我们假定变量 A 的值为 1 (真 true)，变量 B 的值为 0 (假 false )

运算符 描述 范例
&& 称为逻辑与运算符
如果两个操作数都非零，则条件为真。		 (A && B) 为假
|| 称为逻辑或运算符
如果两个操作数中有任意一个非零，则条件为真		 (A || B) 为真
! 称为逻辑非运算符
如果条件为真则逻辑非运算符将使其为假。		 !(A && B) 为真

范例 ： 了解 C 语言中的逻辑运算符

/**
 * file: main.c
 * author: 简单教程(www.twle.cn)
 */

#include <stdio.h>

int main()
{
   int a = 7;
   int b = 17;
   int c ;

   if ( a && b )
   {
      printf("%d && %d 条件为真\n" , a, b);
   }
   if ( a || b )
   {
      printf("%d || %d 条件为真\n" , a, b);
   }

   /* 改变 a 和 b 的值 */

   a = 0;
   b = 5;
   if ( a && b )
   {
      printf("%d && %d 条件为真\n" , a, b);
   }
   else
   {
      printf("%d || %d 条件不为真\n" , a, b);
   }
   if ( !(a && b) )
   {
      printf("!(%d && %d) 条件为真\n" , a, b);
   }
}

编译和运行上面的范例，输出结果如下

7 && 17 条件为真
7 || 17 条件为真
0 || 5 条件不为真
!(0 && 5) 条件为真

位运算符

程序中的所有整数在计算机内存中都是以二进制的形式储存的。

位运算符，简单的说就是直接对整数在内存中的二进制位进行操作。

位运算符 &、 | 和 ^ 的真值表

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

我们假定 A = 57，B = 17， 现在用二进制形式演示位运算符

A   = 0011 1001
B   = 0001 0001
-------------------------
A&B = 0000 1100
A|B = 0011 1101
A^B = 0011 0001
~A  = 1100 0011

下表是 C 语言支持的的位运算符

我们假定 变量 A 的值为 57，变量 B 的值为 17

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) 得到 17，为 00010001
| 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) 得到 57，为 00111001
^ 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) 得到 40，为 00101000
~ 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 ) 得到 -58，为 10111010
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 228，为 11100100
>> 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，为 00001110

范例：了解 C 语言中的位运算符

/**
 * file: main.c
 * author: 简单教程(www.twle.cn)
 */

#include <stdio.h>

int main()
{

   unsigned int a = 57;    /* 57 = 0011 1001 */  
   unsigned int b = 17;    /* 13 = 0001 0001 */
   int c = 0;           

   c = a & b;       /* 17 = 0001 0001 */ 
   printf("a & b  的值是 %d\n", c );

   c = a | b;       /* 57 = 0011 1001 */
   printf("a | b  的值是 %d\n", c );

   c = a ^ b;       /* 40 = 0010 1000 */
   printf("a ^ b  的值是 %d\n", c );

   c = ~a;          /* -58 = 1011 1010 */
   printf("~a     的值是 %d\n", c );

   c = a << 2;     /* 228  = 1110 0100 */
   printf("a << 2 的值是 %d\n", c );

   c = a >> 2;     /* 14   = 0000 1110 */
   printf("a >> 2 的值是 %d\n", c );
}

编译和运行上面的范例，输出结果如下

a & b  的值是 17
a | b  的值是 57
a ^ b  的值是 40
~a     的值是 -58
a << 2 的值是 228
a >> 2 的值是 14

赋值运算符

赋值运算符是最常用的运算符,用于把一个表达式的值赋给一个变量(或对象)

最常用的赋值运算符莫过于 =。

下表是所有 C 语言支持的赋值运算符。

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 语言中的赋值运算符

/**
 * file: main.c
 * author: 简单教程(www.twle.cn)
 */

#include <stdio.h>

int main()
{
   int a = 17;
   int c ;

   c =  a;
   printf("=   运算符范例，c 的值 = %d\n", c );

   c +=  a;
   printf("+=  运算符范例，c 的值 = %d\n", c );

   c -=  a;
   printf("-=  运算符范例，c 的值 = %d\n", c );

   c *=  a;
   printf("*=  运算符范例，c 的值 = %d\n", c );

   c /=  a;
   printf("/=  运算符范例，c 的值 = %d\n", c );

   c  = 13;
   c %=  a;
   printf("%%=  运算符范例，c 的值 = %d\n", c );

   c <<=  3;
   printf("<<= 运算符范例，c 的值 = %d\n", c );

   c >>=  3;
   printf(">>= 运算符范例，c 的值 = %d\n", c );

   c &=  3;
   printf("&=  运算符范例，c 的值 = %d\n", c );

   c ^=  3;
   printf("^=  运算符范例，c 的值 = %d\n", c );

   c |=  3;
   printf("|=  运算符范例，c 的值 = %d\n", c );

}

编译和运行上面的范例，输出结果如下

=   运算符范例，c 的值 = 17
+=  运算符范例，c 的值 = 34
-=  运算符范例，c 的值 = 17
*=  运算符范例，c 的值 = 289
/=  运算符范例，c 的值 = 17
%=  运算符范例，c 的值 = 13
<<= 运算符范例，c 的值 = 104
>>= 运算符范例，c 的值 = 13
&=  运算符范例，c 的值 = 1
^=  运算符范例，c 的值 = 2
|=  运算符范例，c 的值 = 3

sizeof 运算符、 * 运算符、 & 运算符、 ? : 三元运算符

运算符 描述 示例
sizeof() 返回变量占用空间的大小 sizeof(a) 将返回 4，其中 a 是整数
& 返回变量的地址 &a; 将给出变量的实际地址
* 指向一个变量 *a; 将指向一个变量
? : 条件表达式 如果条件为真 ? 则值为 X : 否则值为 Y

范例

了解 C 语言中的 sizeof 运算符、 * 运算符、 & 运算符、 ? : 三元运算符

/**
 * file: main.c
 * author: 简单教程(www.twle.cn)
 */

#include <stdio.h>

int main()
{
   int    a = 7;
   short  b;
   double c;
   int*   ptr;

   /* sizeof 运算符范例 */

   printf("Line 1 - 变量 a 的大小 = %lu\n", sizeof(a) );
   printf("Line 2 - 变量 b 的大小 = %lu\n", sizeof(b) );
   printf("Line 3 - 变量 c 的大小 = %lu\n", sizeof(c) );
   printf("\n");

   /* & 和 * 运算符范例 */
   ptr = &a;    /* 'ptr' 指针现在包含 'a' 的地址 */
   printf("a 的值是 %d\n", a);
   printf("*ptr 是 %d\n", *ptr);
   printf("\n");

   /* 三元运算符范例 */
   a = 17;
   b = (a == 1) ? 17: 13;
   printf( "b 的值是 %d\n", b );

   b = (a == 17) ? 17: 13;
   printf( "b 的值是 %d\n", b );
}

编译和运行上面的程序，输出结果如下

Line 1 - 变量 a 的大小 = 4
Line 2 - 变量 b 的大小 = 2
Line 3 - 变量 c 的大小 = 8

a 的值是 7
*ptr 是 7

b 的值是 13
b 的值是 17

C 语言中的运算符优先级

运算符的优先级确定了表达式中项的运算方式。

有些运算符比其他运算符有更高的优先级，更高优先级的运算符会优先被计算，例如，乘除运算符具有比加减运算符更高的优先级。

下表将按运算符优先级从高到低列出各个运算符，具有较高优先级的运算符出现在表格的上面，具有较低优先级的运算符出现在表格的下面。

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 语言中运算符的优先级

/**
 * file: main.c
 * author: 简单教程(www.twle.cn)
 */

#include <stdio.h>

int main()
{
   int a = 17;
   int b = 13;
   int c = 19;
   int d = 23;
   int e;

   e = (a + b) * c / d;      // ( 30 * 15 ) / 5
   printf("(a + b) * c / d 的值是 %d\n",  e );

   e = ((a + b) * c) / d;    // (30 * 15 ) / 5
   printf("((a + b) * c) / d 的值是 %d\n" ,  e );

   e = (a + b) * (c / d);   // (30) * (15/5)
   printf("(a + b) * (c / d) 的值是 %d\n",  e );

   e = a + (b * c) / d;     //  20 + (150/5)
   printf("a + (b * c) / d 的值是 %d\n" ,  e );

   return 0;
}

编译和运行上面的范例，输出结果如下

(a + b) * c / d 的值是 24
((a + b) * c) / d 的值是 24
(a + b) * (c / d) 的值是 0
a + (b * c) / d 的值是 27
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