C语言程序设计-算数运算符、赋值运算符、逗号运算符及表达式

1.5 运算符和表达式

1.5.1 算术运算符和表达式

1.5.2 赋值运算符和表达式

1.5.3 逗号运算符和表达式

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1.5 运算符和表达式

C语言提供了非常丰富的运算符，由这些运算符可组成相应的表达式。请记住，任何C语言表达式都有一个确定的值。本节将介绍算术运算符、赋值运算符及其相应的表达式，而其他运算符和表达式将在后面陆续介绍。

1.5.1 算术运算符和表达式

1、算术运算符

C语言中提供的算术运算符如表1.2所示。

表1.2 算术运算符

从上面例题可以看到，如果+ ，- ，* ，/ 运算符的两侧都是整型，则按整型计算，且运算结果为整型，例如，1/2的结果是0，不是0.5；如果两侧运算量中至少有一个运算量为实型，则先将两个运算量都转化为双精度后计算，且运行结果为双精度型。另外运算符“%”两侧的运算量必须是整型。

使用算术运算符时应注意，在进行+、-、*、/ 算术运算时，系统自动先将数据的类型按一定的规则转换（即统一到同一种数据类型），然后再进行运算，运算结果类型是转换后的类型。图1.9给出了数据类型的转换规则，可根据“垂直降落，向上位移”的原理辅助理解。

图1.9 转换规则

1）垂直降落

如果运算量是char型，则必须先转换成int型，如果运算量是float型，则必须先转换成double型，然后再进行下一步运算。char型的指定地点是位于阶梯最低级的int型，而float型的指定地点是位于阶梯最高级的double型。

2）向上位移

将int型、long型和double型看成是由低到高的3个台阶，如果数据类型相同，也就是处于同一阶层，则系统不进行转换，而直接运算，其运算结果类型是该数据类型。如果数据类型不同，即处于不同阶层，则系统将其中低级别类型的数据统一到高级别类型，然后再运算，而且其运算结果类型是高级别类型。

类型转换通常一步到位。例如，int型或long型与double型进行运算，则先将int型或long型直接转换为double型，然后再对两个double型数据进行运算，其运算结果为double型。再如，int型与long型进行运算时，要先将int型转换为long型，接着再对两个long型数据进行运算，其运算结果为long型。

另外，如果两个运算量是int型和float型，由于系统必须先把float型转换为double型，因此进行运算之前int型也要随之转换为double型，其运算结果也为double型。

2、算术表达式

-2*((a+sqrt(4.0)) -1）是一个算术表达式，其中sqrt(4.0)是利用系统提供的求平方根函数计算4.0的平方根。在C语言中，将由算数运算符、圆括号和运算对象（包括常量、变量、函数等）组成，且符合C语言语法规则的表达式称为算术表达式。算术表达式的计算结果是一个数值。

算术表达式的计算示例如表1.3所示。

表1.3 算术表达式的计算

说明：

（1）一个算术表达式可以有多个运算符，因此对算术表达式进行计算时，要注意运算的先后顺序。优先级越小，运算顺序就越在先，其优先级别也就越高。例如，圆括号、加法和乘法运算符优先级的数值分别为1、4、3，因此表达式2+3*5相当于2+(3*5),其结果为17。对于同一优先级的运算符，一定要按其结合方向进行运算，例如，运算符/和*的优先级都是3，结合方向为自左至右，因此表达式12/2*3相当于(12/2)*3，而不是12/(2*3)。

（2）算术表达式中出现的变量必须有确定的值。

（3）C语言表达式中不能使用数学中的方括号“[ ]”和花括号“{ }”。C语言只允许使用圆括号，且可以用多层形式。

注：

（1）C语言不提供乘方运算符，因此只能用“ * ”计算乘方的值。

（2）在C语言中，不能出现Π，因为它既不是变量，也不是常量，因此改写时根据所需精度用3.14159或3.14等代替。

（3）(a+b)当被除数时圆括号不能省略，例：3.14159*(r*r)/(a+b)。

1.5.2 赋值运算符和表达式

1.赋值运算符

C语言中提供的赋值运算符有=，+=，-=，*=，/=，%=等，其中后5个运算符是符合的赋值运算符（将在1.6.2节介绍）。赋值运算符的结合方向是由右至左。

2.赋值表达式

用赋值运算符把一个变量和一个C语言表达式连接起来的表达式称为赋值表达式。

赋值表达式的一般形式是：

变量=表达式

例如，i=3*2是赋值表达式，其含义是将3和2的乘积6赋给变量i。

说明：

（1）赋值表达式的处理过程是先计算赋值运算符右边表达式的值，然后把该值赋给左边的变量。

（2）赋值表达式左边必须是变量（代表存储单元），右边可以是C语言的任何合法表达式。假设i中的值为3，则i=i*2是合法的赋值表达式，其处理过程是先计算表达式i*2的值（3*2的值为6），然后把6赋给i。

注意：赋值运算符左边变量代表一个存储单元，而右边出现的变量应理解为该变量中的值，其值必须是事先赋予的。

（3）赋值表达式的值是赋值运算符左边的变量的值，例如，赋值表达式a=3*2的值为6；当b的值为5时，赋值表达式b=b+2的值为7；当a的值为1，b的值为2时，赋值表达式a=b的值是2，但同样当a的值为1，b的值为2时，b=a的值却为1；表达式y=8的值为8，因此赋值表达式x=(y=8)+1的值为9(即8+1)。

（4）由于赋值运算符的结合方向是自右至左，因此x=y=5等价于x=(y=5)。

（5）在合法的赋值表达式中，如果赋值运算符两边的数据类型不一致，则系统先将右边表达式值的类型自动转换成左边变量的类型，然后再进行赋值。赋值时的转换规则参见1.6.1节。在不同数据类型之间进行赋值处理时，容易产生意想不到的错误。例如，将double型数据赋给float型变量时，由于数值范围不同，容易产生数据溢出现象，因此尽量避免使用这种赋值形式。

数据的类型也可以利用强制类型转换的方法，其一般形式为：

(类型名)(表达式)

【例 1.14】编写一个强制类型转换的程序。

#include<stdio.h>
int main(void)
{int i=0,j=0,k=0;float x=5.8,y=3.7,f=8.56;i=(int)(x+y);   //将x+y的结果9.5（即5.8+3.7)转换成int型j=(int)x+y;     //将从x中取出的值5.8转换成int型后，与y相加k=(int)f%3;printf("i=%d,j=%d,k=%d,x=%f\n",i,j,k,x);    //x中的值还是5.8return 0;
}

运行结果：

i=9,j=8,k=2,x=5.800000

程序说明：

（1）强制类型转换运算符（int）类型名外的一对圆括号不可少，例如，将i=(int)(x+y)写成i=int(x+y)是错误的。

（2）(int)(x+y)和(int)x+y的含义不同，因此不要随意去掉(x+y)中的括号。

（3）(int)x的作用是将从x中取出的值5.8转换成整型5，但没把5存入变量x中（即x中的值没变），也没有将x的类型转换成整型。

（4）%为求余运算符，要求两个运算量都是整型，因此f%3是不合法的表达式，但(int)f%3是合法的，因为(int)f的值是整型值8。

1.5.3 逗号运算符和表达式

1.逗号运算符

C语言中提供的逗号运算符是"，"。逗号运算符的优先级数值为15，是所有运算符中优先级最低的运算符，逗号运算符的结合方向是自左至右。

2.逗号表达式

用逗号运算符把C语言表达式连接起来的表达式称为逗号表达式。

【例1.15】编写一个使用逗号表达式的程序。

#include<stdio.h>
int main(void)
{int a=0,b=0,x=0,y=0;a=(x=8,x%5);    //将逗号表达式（x=5,x%5）的值赋给ab=x=8,x%5;  //先将赋值表达式x=8的值赋给b,再求x%5的值。printf("%d,%d,%d\n",a,b,(y=2,y*3));    //输出a，b和表达式（y=2,y*3）的值。return 0;
}

运行结果：

3,8,6

程序说明：

（1）逗号表达式(x=8,x%5)的求解过程是先将8赋给x，再求8%5的值（值为3）。3是此逗号表达式的值。

（2）程序中a=(x=8,x%5)和b=x=8,x%5的作用不同。a=(x=8,x%5)的求解过程是：先求逗号表达式(x=8,x%5)的值，后给a赋值，这是一个赋值表达式。b=x=8,x%5的求解过程是：先将8赋给变量x，再将赋值表达式x=8的值8赋给b，最后求8%5的值（赋值运算符的优先级比逗号运算符高），即先求解第一个表达式，再求解第二个表达式，这是一个逗号表达式。因此在程序中不要随意添加或舍去圆括号。

（3）程序中的有些逗号作为分隔符使用，例如，在最后一条输出语句中a,b,(y=2,y*3)的前两个逗号是分隔符，后一个才是逗号运算符。

逗号表达式的一般形式为：

表达式1，表达式2，表达式3，...，表达式n

其求解过程是：从表达式1到表达式n按顺序求值。表达式n的值是逗号表达式的值。

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