C - 运算符

运算符是一个符号，它告诉编译器执行特定的数学或逻辑函数。根据定义，运算符对操作数执行某些操作。运算符需要一个或多个操作数才能执行操作。

根据执行操作所需的操作数数量，操作数称为一元运算符、二元运算符或三元运算符。它们分别需要一个、两个或三个操作数。

一元运算符 - ++（增量）、--（减量）、!（非）、~（补码）、&（地址）、*（解引用）
二元运算符 - 除了 ! 之外的算术运算符、逻辑运算符和关系运算符
三元运算符 - ? 运算符

C 语言富含内置运算符，并提供以下类型的运算符：

算术运算符
关系运算符
逻辑运算符
位运算符
赋值运算符
其他运算符

在本章中，我们将深入了解每个运算符的工作方式。在这里，您将获得所有这些章节的概述。此后，我们为每个运算符提供了独立的章节，其中包含大量示例，以展示这些运算符在C 编程中的工作方式。

算术运算符

我们最熟悉算术运算符。这些运算符用于对操作数执行算术运算。最常见的算术运算符是加法 (+) 、减法 (-) 、乘法 (*) 和除法 (/) 。

此外，模数 (%) 是一个重要的算术运算符，它计算除法运算的余数。算术运算符用于构成算术表达式。这些运算符本质上是二元的，因为它们需要两个操作数，并且它们对数字操作数进行操作，这些操作数可以是数字字面量、变量或表达式。

例如，请查看以下简单表达式：

a + b

这里“+”是一个算术运算符。我们将在后续章节中详细学习 C 语言中的算术运算符。

下表显示了 C 语言支持的所有算术运算符。假设变量A为 10，变量B为 20，则：

显示示例

运算符	描述	示例
+	将两个操作数相加。	A + B = 30
-	从第一个操作数中减去第二个操作数。	A − B = -10
*	将两个操作数相乘。	A * B = 200
/	将分子除以分母。	B / A = 2
%	模数运算符和整数除法后的余数。	B % A = 0
++	自增运算符将整数值增加 1。	A++ = 11
--	自减运算符将整数值减少 1。	A-- = 9

关系运算符

我们在学习中学数学时也熟悉关系运算符。这些运算符用于比较两个操作数并返回布尔值（真或假）。它们用于布尔表达式。

最常见的关系运算符是小于 (<)、大于 (>)、小于等于 (<=)、大于等于 (>=)、等于 (==) 和不等于 (!=) 。关系运算符也是二元运算符，需要两个数字操作数。

例如，在布尔表达式中：

a > b

这里“>”是一个关系运算符。

我们将在后续章节中详细学习关系运算符及其用法。

显示示例

运算符	描述	示例
==	检查两个操作数的值是否相等。如果相等，则条件为真。	(A == B) 为假。
!=	检查两个操作数的值是否相等。如果值不相等，则条件为真。	(A != B) 为真。
>	检查左侧操作数的值是否大于右侧操作数的值。如果大于，则条件为真。	(A > B) 为假。
<	检查左侧操作数的值是否小于右侧操作数的值。如果小于，则条件为真。	(A < B) 为真。
>=	检查左侧操作数的值是否大于或等于右侧操作数的值。如果大于或等于，则条件为真。	(A >= B) 为假。
<=	检查左侧操作数的值是否小于或等于右侧操作数的值。如果小于或等于，则条件为真。	(A <= B) 为真。

逻辑运算符

这些运算符用于组合两个或多个布尔表达式。我们可以通过使用这些运算符将布尔表达式组合起来形成复合布尔表达式。逻辑运算符的一个示例如下：

a >= 50 && b >= 50

最常见的逻辑运算符是 AND (&&) 、OR (||) 和 NOT (!) 。逻辑运算符也是二元运算符。

显示示例

运算符	描述	示例
&&	称为逻辑 AND 运算符。如果两个操作数均非零，则条件为真。	(A && B) 为假。
\|\|	称为逻辑 OR 运算符。如果两个操作数中的任何一个非零，则条件为真。	(A \|\| B) 为真。
!	称为逻辑 NOT 运算符。它用于反转其操作数的逻辑状态。如果条件为真，则逻辑 NOT 运算符将使其变为假。	!(A && B) 为真。

我们将在后续章节中详细讨论 C 语言中的逻辑运算符。

位运算符

位运算符允许您操作存储在计算机内存中的数据。这些运算符用于对操作数执行位级操作。

最常见的位运算符是 AND (&) 、OR (|) 、XOR (^) 、NOT (~) 、左移 (<<) 和右移 (>>) 。这里“~”运算符是一元运算符，而大多数其他位运算符本质上是二元的。

位运算符对位进行操作并执行逐位操作。&、| 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 A = 60 且 B = 13，以二进制格式表示，它们将如下所示：

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 语言支持的位运算符。假设变量 'A' 的值为 60，变量 'B' 的值为 13，则 −

显示示例

运算符	描述	示例
&	按位与运算符：如果两个操作数中都存在某个位，则将其复制到结果中。	(A & B) = 12，即 0000 1100
\|	按位或运算符：如果两个操作数中任意一个存在某个位，则将其复制到结果中。	(A \| B) = 61，即 0011 1101
^	按位异或运算符：如果某个位在一个操作数中存在，但在另一个操作数中不存在，则将其复制到结果中。	(A ^ B) = 49，即 0011 0001
~	按位取反运算符：是一元运算符，作用是“翻转”位。	(~A ) = ~(60)，即 -0111101
<<	左移运算符：左操作数的值向左移动由右操作数指定的位数。	A << 2 = 240，即 1111 0000
>>	右移运算符：左操作数的值向右移动由右操作数指定的位数。	A >> 2 = 15，即 0000 1111

赋值运算符

顾名思义，赋值运算符在 C 语言中“赋值”或设置一个命名变量的值。这些运算符用于为变量赋值。“=”符号在 C 语言中定义为赋值运算符，但不要将其与数学中的用法混淆。

下表列出了 C 语言支持的赋值运算符 −

显示示例

运算符	描述	示例
=	简单赋值运算符：将右侧操作数的值赋给左侧操作数。	C = A + B 将 A + B 的值赋给 C
+=	加法赋值运算符：将右侧操作数加到左侧操作数上，并将结果赋给左侧操作数。	C += A 等价于 C = C + A
-=	减法赋值运算符：从左侧操作数中减去右侧操作数，并将结果赋给左侧操作数。	C -= A 等价于 C = C - A
*=	乘法赋值运算符：将右侧操作数乘以左侧操作数，并将结果赋给左侧操作数。	C = A 等价于 C = C A
/=	除法赋值运算符：将左侧操作数除以右侧操作数，并将结果赋给左侧操作数。	C /= A 等价于 C = C / A
%=	取模赋值运算符：使用两个操作数进行取模运算，并将结果赋给左侧操作数。	C %= A 等价于 C = C % A
<<=	左移赋值运算符。	C <<= 2 等价于 C = C << 2
>>=	右移赋值运算符。	C >>= 2 等价于 C = C >> 2
&=	按位与赋值运算符。	C &= 2 等价于 C = C & 2
^=	按位异或赋值运算符。	C ^= 2 等价于 C = C ^ 2
\|=	按位或赋值运算符。	C \|= 2 等价于 C = C \| 2

因此，表达式“a = 5”将 5 赋给变量“a”，但“5 = a”在 C 语言中是无效的表达式。

“=”运算符与其他算术、关系和位运算符结合，形成了增强赋值运算符。例如，+= 运算符用作加法赋值运算符。最常见的赋值运算符是 =、+=、-=、*=、/=、%=、&=、|= 和 ^=。

其他运算符 ↦ sizeof & 三元运算符

除了上面讨论的运算符之外，C 语言还支持其他一些重要的运算符，包括 **sizeof** 和 **? :**。

显示示例

运算符	描述	示例
sizeof()	返回变量的大小。	sizeof(a)，其中 a 为整数，将返回 4。
&	返回变量的地址。	&a; 返回变量的实际地址。
*	指向变量的指针。	*a;
? :	条件表达式。	如果条件为真 ? 则值为 X : 否则值为 Y

C 语言中运算符的优先级

运算符优先级决定了表达式中项的组合方式，并决定了表达式的求值方式。某些运算符比其他运算符具有更高的优先级；例如，乘法运算符的优先级高于加法运算符。

例如，x = 7 + 3 * 2; 这里，x 被赋值为 13，而不是 20，因为运算符 * 的优先级高于 +，所以它首先与 3*2 相乘，然后加到 7 中。

这里，优先级最高的运算符出现在表的最上面，优先级最低的出现在最下面。在一个表达式中，优先级较高的运算符将首先被求值。

显示示例

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

C 语言中的其他运算符

除了上述运算符之外，C 语言中还有一些其他运算符，它们不属于上述任何类别。例如，自增和自减运算符 (++ 和 --) 本质上是一元运算符，可以作为操作数的前缀或后缀出现。

与内存位置地址一起工作的运算符，例如地址运算符 (&) 和解引用运算符 (*)。sizeof 运算符 (sizeof) 似乎是一个关键字，但实际上是一个运算符。

C 语言还具有类型转换运算符 (())，它强制更改操作数的类型。在处理派生数据类型（如结构体和联合体）时，C 语言还使用点 (.) 和箭头 (->) 符号作为运算符。

C99 版本的 C 语言引入了一些额外的运算符，例如 auto、decltype。

C 语言中的单个表达式可能包含多种类型的多个运算符。 C 编译器根据运算符的优先级和结合性来计算其值。例如，在以下表达式中 −

a + b * c

乘法运算符优先于加法运算符。

我们将在后续章节中通过示例了解这些特性。

许多其他编程语言（称为 C 家族语言，例如 C++、C#、Java、Perl 和 PHP）的运算符命名法与 C 语言相似。

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