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2.7   算术运算与算术表达式

在Ｃ语言中,除控制语句和输入输出函数外,其它所有基本操作都作为运算符处理.

 1.五种基本算术运算符
         +、-(减法/取负)、*、/、%(求余数)

(1)关于除法运算/

C语言规定：两个整数相除,其商为整数,小数部分被舍弃.例如,5 / 2 = 2.
       (2)关于求余数运算％

要求两侧的操作数均为整型数据,否则出错.
         2.表达式和算术表达式

(1)表达式的概念

 用运算符和括号将运算对象(常量、变量和函数等)连接起来的、符合Ｃ语言语法规则的式子,称为表达式.

单个常量、变量或函数,可以看作是表达式的一种特例.将单个常量、变量或函数构成的表达式称为简单表达式,其它表达式称之为复杂表达式.

(2)算术表达式的概念

表达式中的运算符都是算术运算符.例如,3 + 6 * 9、(x + y) / 2 - 1等,都是算术表达式.

良好的源程序书写习惯：在表达式中,在双目运算符的左右两侧各加一个空格,可增强程序的可读性.

请比较表达式“ (x + y) / 2 - 1”与“(x+y)/2-1”,您认为哪个的可读性更好一些？

3.运算符的优先级与结合性

(1)Ｃ语言规定了运算符的优先级和结合性.

 所谓结合性是指,当一个操作数两侧的运算符具有相同的优先级时,该操作数是先与左边的运算符结合,还是先与右边的运算符结合.

自左至右的结合方向,称为左结合性.反之,称为右结合性.

结合性是Ｃ语言的独有概念.除单目运算符、赋值运算符和条件运算符是右结合性外,其它运算符都是左结合性.

(2)表达式求值

1)按运算符的优先级高低次序执行.例如,先乘除后加减.

2)如果在一个运算对象(或称操作数)两侧的运算符的优先级相同,则按Ｃ语言规定的结合方向(结合性)进行.

例如,算术运算符的结合方向是“自左至右”,即：在执行“a - b + c”时,变量b先与减号结合,执行“a - b”；然后再执行加c的运算.

4.数据类型转换

(1) 在Ｃ语言中,整型、实型和字符型数据间可以混合运算(因为字符数据与整型数据可以通用).

如果一个运算符两侧的操作数的数据类型不同,则系统按“先转换、后运算”的原则,首先将数据自动转换成同一类型,然后在同一类型数据间进行运算.转换规则如图2-5所示.

1)横向向左的箭头,表示必须的转换.char和short 型必须转换成 int 型,float型必须转换成double型.                        

2)纵向向上的箭头,表示不同类型的转换方向.       

例如,int型与double型数据进行混合运算,则先将int型数据转换成double型,然后在两个同类型的数据间进行运算,结果为double型.                     

注意：箭头方向只表示数据类型由低向高转换,不要理解为int型先转换成unsigned型,再转换成long型,最后转换成double型.

(2)除自动转换外,Ｃ语言也允许强制转换.

数据类型强制转换的一般格式为：

        (要转换成的数据类型)(被转换的表达式)

当被转换的表达式是一个简单表达式时,外面的一对圆括号可以缺省.

例如,

(double)a (等价于(double)(a))   /*将变量a的值转换成double型*/

(int)(x + y)                          /*将x+y的结果转换成int型*/

(float)5 / 2(等价于(float)(5)/2) /*将5转换成实型,再除以2(=2.5)*/

(float)(5 / 2)                          /*将5整除2的结果(2)转换成实型(2.0)*/

注意：强制转换类型得到的是一个所需类型的中间量,原表达式类型并不发生变化.例如,(double)a 只是将变量a的值转换成一个double型的中间量,其数据类型并未转换成double型.

2.8    赋值运算与赋值表达式

1.赋值运算

  赋值符号“=”就是赋值运算符,它的作用是将一个表达式的值赋给一个变量.

  赋值运算符的一般形式为： 变量  =  赋值表达式 

  例如,x = 5                
                    y = (float)5 / 2 

  如果表达式值的类型,与被赋值变量的类型不一致,但都是数值型或字符型时,系统自动地将表达式的值转换成被赋值变量的数据类型,然后再赋值给变量.


    思考题：假设变量num的数据类型为float,其值为2.5,则执行“num = (int)num”后,num的值等于多少？

2.复合赋值运算

复合赋值运算符是由赋值运算符之前再加一个双目运算符构成的.

复合赋值运算的一般格式为： 

       变量  双目运算符 =  表达式  

               └──┬──┘ 

                复合赋值运算符

它等价于：变量 = 变量 双目运算符 (表达式).

当表达式为简单表达式时,表达式外的一对圆括号才可缺省,否则可能出错.

例如,x += 3              /* 等价于x=x+3 */

           y *= x + 6 /* 等价于y=y*(x+6),而不是y=y*x+6 */

C语言规定的10种复合赋值运算符如下：

+=,-=,*=,/=,%=；       /*复合算术运算符(5个)*/

&=,^=,|=,<<=,>>=；   /*复合位运算符(5个)*/

3.赋值表达式

由赋值运算符或复合赋值运算符,将一个变量和一个表达式连接起来的表达式,称为赋值表达式.

(1)一般格式

         变量  (复合)赋值运算符  表达式

(2)赋值表达式的值

任何一个表达式都有一个值,赋值表达式也不例外.被赋值变量的值,就是赋值表达式的值.

例如,“a = 5”这个赋值表达式,变量a的值“５”就是它的值.

2.9   C语言特有的运算和运算符

2.9.1 自增(++)、自减(--)运算
         1.作用
        自增运算使单个变量的值增１,自减运算使单个变量的值减１.
         2.用法与运算规则
        自增、自减运算符都有两种用法：
       (1)前置运算──运算符放在变量之前：＋＋变量、－－变量
        先使变量的值增(或减)１,然后再以变化后的值参与其它运算,即先增减、后运算.
      (2)后置运算──运算符放在变量之后：变量＋＋、变量－－
        变量先参与其它运算,然后再使变量的值增(或减)１,即先运算、后增减.



[案例2.4] 自增、自减运算符的用法与运算规则示例.

/*案例代码文件名：AL2_4.C*/

/*程序功能：自增、自减运算符的用法与运算规则示例*/

main()

{ int x=6, y;

   printf("x=%d\n",x);      /*输出x的初值*/

   y =  ++x;             /*前置运算*/

   printf("y=++x: x=%d,y=%d\n",x,y); 

   y = x--;                  /*后置运算*/

   printf("y=x--: x=%d,y=%d\n",x,y); 

}

程序运行结果：

x=6

y=++x: x=7,y=7

y=x--: x=6,y=7 

思考题：如果将案例“y=++x;”语句中的前置运算改为后置(y=x++;),“y=x--;”语句中的后置运算改为前置(y=--x;),程序运行结果会如何？

3.说明

(1)自增、自减运算,常用于循环语句中,使循环控制变量加(或减)１,以及指针变量中,使指针指向下(或上)一个地址.

(2)自增、自减运算符,不能用于常量和表达式.

例如,5++、--(a+b)等都是非法的.

(3)在表达式中,连续使同一变量进行自增或自减运算时,很容易出错,所以最好避免这种用法.

2.8.2  逗号运算(,)及其表达式

Ｃ语言提供一种用逗号运算符“,”连接起来的式子,称为逗号表达式.逗号运算符又称顺序求值运算符.

1.一般形式

   表达式１, 表达式２, ……, 表达式n

2.求解过程

自左至右,依次计算各表达式的值,“表达式n” 的值即为整个逗号表达式的值.

例如,逗号表达式“a = 3 * 5, a * 4”的值=60：先求解a = 3 * 5,得a=15；再求a * 4 = 60,所以逗号表达式的值=60.

又例如,逗号表达式“(a = 3 * 5, a * 4), a + 5”的值=20：先求解a = 3 * 5,得a=15；再求a * 4=60；最后求解a + 5=20,所以逗号表达式的值=20.

注意：并不是任何地方出现的逗号,都是逗号运算符.很多情况下,逗号仅用作分隔符.