📄 arithmeticoperator.html
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<title>算术运算、型态转换</title>
</head>
<body>
<h3><a href="http://caterpillar.onlyfun.net/GossipCN/index.html">From
Gossip@caterpillar</a></h3>
<h1><a href="CppGossip.html">C++ Gossip: 算术运算、型态转换</a></h1>
<br>
在C++中提供与算术相关的
加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）的运算子，另外还有一个也很常用的余除运算子（%）或称模数（Modulus）运算子，这类以数学运算为主的
运算子，称之为“算术运算子”（Arithmetic operator）。 <br>
<br>
这类运算子的使用基本上由左而右进行运算，遇到加减乘除的顺序问题时，也是先乘除后加减，必要时加上括号表示运算的先后顺序，例如这个程式码会在主控台显
示7： <br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">cout << (1 + 2 *
3);</span><br>
</div>
<br>
编译器在读取程式码时，是由左往右读取的，而初学者往往会犯一个错误，例如(1+2+3) /
4，由于我们习惯将分子写在上面，而分母写在下面的方式，使得初学者往往将之写成了： <br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">cout << 1+2+3 / 4;</span><br>
</div>
<br>
这个程式事实上会是这样运算的：1+2+(3/4)；为了避免这样的错误，在必要的时候为运算式加上括号才是最保险的，例如： <br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">cout << (1+2+3) /
4;</span><br>
</div>
<br>
%运算子是余除运算子
它计算除法后的余数，一个例子是若您要产生指定位数的乱数，就可以使用%运算子，假设乱数产生函式为rand()，它可以产生正整数乱数，但您并不知道它
的最大范围是多少，您可以这样产生0到99的乱数： <br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">cout << rand() %
100;</span><br>
</div>
<br>
您也可以利用%来作循环计数之用，例如由0计数至9不断循环： <br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">couter = (counter + 1)
% 10;</span><br>
</div>
<br>
算术运算子使用不难，但要注意型态转换的问题，请您先看看这段程式会印出什么结果？ <br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">int number = 10; </span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">cout <<
number / 3;</span><br>
</div>
<br>
答案不是3.3333，而是3，小数点之后的部份被自动消去了，这是因为您的number是整数，而除数3也是整数，运算出来的程式被自动转换为整数了，
那下面这个程式呢？<br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">double number = 10.0;</span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">cout <<
number / 3;</span><br>
</div>
<br>
这个程式的结果会显示3.3333，这是C++的隐式型态转换（Implicit type
conversion），在一个型态混杂的算式中，长度较长的资料型态会成为目标型态，较小的型态会自动提升为目标型态，因而在上例中3会被提升为3.0
再进行运算，结果就可以显示无误，这样的转换又称算术转换（Arithmetic conversion）。<br>
<br>
在一个指定的动作中，左边的数值会成为目标型态，当右边的数值型态比左边的数值型态长度小时，右边的数值会自动提升为目标型态，例如：<br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">int num = 10;</span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">double number =
num;</span><br>
</div>
<br>
在上例中，number的值最后会是10.0，在指定的动作时，如果右边的数值型态比左边的数值型态型态长度大时，超出可储存范围的部份会被自动消去，例
如将浮点数指定给整数变数，则小数的部份会被自动消去，例子如下，程式会显示3而不是3.14：<br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">int num = 0; </span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">double number =
3.14; </span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">num = number; </span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">cout
<< num;</span><br>
</div>
<br>
由于失去的精度，在编译时编译器会提出警讯：<br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace; color: rgb(255, 0, 0);">[Warning] converting to
`int' from `double' </span><br>
</div>
<br>
如果确定这个动作是您想要的，那么您可以使用显式型态转换（Explicit type conversion）或称之为强制转型（Cast），例如：<br>
<div style="margin-left: 40px; font-family: Courier New,Courier,monospace;"><span style="font-weight: bold;">int num = 0; </span><br style="font-weight: bold;">
<span style="font-weight: bold;">double number =
3.14; </span><br>
</div>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">num =
static_cast<int>(number);</span><br>
</div>
<br>
在两个整数型态相除时，您也可以进行型态转换，将其中一个型态转换至double型态再进行运算，例如：<br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">int number = 10;</span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">cout <<
static_cast<double>(number) / 3;</span><br>
</div>
<br>
上例中结果会显示3.3333。<br>
<br>
static_cast是Standard C++新增加的转型语法，在这之前显式型态转换可以使用以下的旧语法：<br>
<div style="margin-left: 40px;"><span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">int number = 10;</span><br style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">
<span style="font-weight: bold; font-family: Courier New,Courier,monospace;">cout <<
(double) number/ 3;</span><br>
</div>
<br>
基于向后相容，Standard
C++仍支援这种旧语法，但鼓励您使用新风格的语法，在新风格语法中还增加有const_cast、reinterpret_cast
与dynamic_cast，适用于不同的转型场合，这在之后还会再介绍。<br>
<br>
<br>
</body>
</html>
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