C语言教材C语言教材第3章.docx
《C语言教材C语言教材第3章.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《C语言教材C语言教材第3章.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
C语言教材C语言教材第3章
第3章运算符与表达式
本章要点
了解运算符及其表达式的概念，熟练掌握各种运算符的运算规则。
重点掌握各种运算符的优先级和结合性。
本章的难点在于自增自减运算符的正确运用。
第一节算术运算符与算术表达式
C语言中基本的算术运算符有：
（1）+：
加法运算符，用于计算任意两个数的和。
如：
3+2，结果为5；
（2）-：
减法运算符，用于计算任意两个数的差。
如：
3.5-2，结果为1.500000；
（3）*：
乘法运算符，用于计算任意两个数的乘积。
如：
4*3，结果为12；
（4）/：
除法运算符，用于计算任意两个数的商。
如：
3.6/3，结果为1.200000；
（5）%：
模运算符（求余运算符），用于求余数。
如：
13%4，结果为1。
这几个运算符要求运算符两边都有数据，即运算对象为两个，所以称为双目算术运算符。
关于算术运算符的几点说明：
（1）用算术运算符和括号将运算对象连接起来的、符合C语言语法规则的式子称为算术表达式。
运算对象可以是变量、常量、函数等。
算术表达式中运算符的结合方向为“从左至右”；*，/，%运算的优先级高于+，-运算，可以使用圆括号改变优先级别。
如：
表达式3+4*3/2-1，按照从左至右的顺序，先计算优先级别较高的*、/运算，4*3，结果为12，12/2，结果为6，6和左边的3进行加法运算，得到结果9，最后计算9-1，结果为8。
（2）对于除法运算“/”，如果运算符两边的运算对象都是整数，则运算结果也是整数。
如：
5/2的结果为2，而不是2.5，小数部分被舍去了。
（3）对于模运算符“%”，要求其左右两边的运算对象都为整数，结果也为整数，即只有整数才能进行求余运算；
（4）“+，-”运算符有时作为正值运算符（+）和负值运算符（-），此时“+、-”变为单目运算符。
如：
+3，-6。
例3.1算术运算符和算术表达式
#include
voidmain（）
{
inta=3,b=4;
printf（"a+b/4%2-2.5=%f\n",a+b/4%2-2.5）;/*从左至右，按照优先级别运算*/
printf（"4*a/b=%d,a/b*4=%d\n",4*a/b,a/b*4）;/*两个表达式结果不同，不满足数学中的
交换律*/
printf（"9/4=%d,-9/4=%d",9/4,-9/4）;/*两个整数做除法运算，所得结果也是整数*/
}
程序运行结果：
a+b/4%2-2.5=1.500000
4*a/b=3,a/b*4=0
9/4=2,-9/4=--2
第二节关系运算符与关系表达式
关系运算符相当于数学中的比较运算符，用于将两个值进行比较，判断比较的结果是否符合给定的条件。
如a>5表示将a的值和5进行比较，判断a的值大于5是否成立。
当a的值为8时，a的值大于5是成立的，该关系运算的结果为“真”，即符合给定的条件；当a的值为3时，a的值大于5是不成立的，该关系运算的结果为“假”，不符合给定的条件。
C语言中提供了6种关系运算符：
（1）>大于
（2）>=大于或等于
（3）<小于
（4）<=小于或等于
（5）==等于
（6）!
=不等于
其中，前4个的优先级别相同，后2个的优先级别也相同。
前4种的优先级别高于后2种的优先级别。
与算术运算符相比，关系运算符的优先级别低于算术运算符。
用关系运算符将两个表达式连接起来的式子，称为关系表达式。
其中，连接的表达式可以是变量、常量、算术表达式、关系表达式、逻辑表达式、赋值表达式等。
关系表达式的值是一个逻辑值，逻辑值有“真”和“假”。
在C语言的逻辑运算中用“1”代表“真”，用“0”代表“假”。
例如：
5>3的值为“真”，即表达式的值为1；
3==0的值为“假”，即表达式的值为0。
例3.2关系运算符的应用及关系表达式的值。
#include
voidmain（）
{
inta=3,b=4;
printf（"%d,%d\t",a+b==7,a+（b==7））;/*优先级别低于算术运算符*/
printf（"%d\t",3==3printf（"%d\n",b>a>1）;/*先计算b>a，值为1，再比较1>1,值为0*/
}
程序运行结果：
1,300
第三节逻辑运算符与逻辑表达式
逻辑运算通常用来判断一个或多个条件的真假值。
通过逻辑运算符连接多个条件，可以判别某一个给定的复合条件是否成立。
C语言提供了3种逻辑运算符：
（1）逻辑与“&&”：
当且仅当两个运算对象的值都为“真”时，运算结果为“真”，否则为“假”；
逻辑与相当于“并且”。
例如，a是一个能同时被2和5整除的数，a必须要满足的条件为，a能被2整除并且能被5整除。
仅当两个条件都成立时，才能满足给定的条件。
用C的表达式表示出来就是“a%2==0&&a%5==0”，当这个表达式值为“真”时，就表示a是一个能同时被2和5整除的数，否则数a就不是一个能同时被2和5整除的数。
（2）逻辑或“||”：
当且仅当两个运算对象值都为“假”时，运算结果为“假”，否则运算结果为“真”；
逻辑或相当于“或者”。
例如，b是一个绝对值不为0的数，只需要满足b<0或者b>0之中任意一个条件。
只要两个条件中的其中一个成立就符合给定的条件。
用C的表达式表示出来就是b<0||b>0，当这个表达式值为“真”时，b就是一个绝对值不为0的数。
（3）逻辑非“！
”：
属于单目运算符，当运算对象值为“真”时，运算结果为“假”，当运算对象的值为“假”时，运算结果为“真”。
三种逻辑运算符运算的优先次序为：
（1）逻辑运算符的优先级别由高到低为：
！
，&&，||，即优先级别最高的为逻辑非（！
）。
（2）逻辑运算符中的“！
”优先级别高于算术运算符，而“&&”和“||”优先级别低于关系运算符。
例如：
x>3&&y>5与（x>3）&&（y>5）等价
x>3||x<-3与（x>3）||（x<-3）等价
！
a+b&&a>3与（（！
a）+b）&&（a>3）等价
逻辑表达式是指用逻辑运算符将一个或多个表达式连接起来的式子，常用来表示多个条件的组合。
例如，要判断某一年是否闰年，需要符合下列条件之一：
①能被4整除，但不能被100整除
②能被400整除
如果用year表示某一年份，则判断year是否闰年的组合条件可表示为：
（year%4==0&&year%100！
=0）||year%400==0
也可表示为（（year%4==0&&！
（year%100==0））||year%400==0
当表达式值为“真”时，year为闰年，否则为非闰年。
与关系表达式一样，逻辑表达式的值也是一个逻辑量，“真”或“假”。
如前所述，C语言中用1代表“真”，用0代表“假”。
因此，逻辑表达式的值要么为1，要么为0。
需要注意的是，在将一个量作为逻辑量来判断真假时，以0代表“假”，以非0代表“真”。
也就是说，在C语言中，只要是一个非0的数，都作为“真”来处理。
数据的逻辑运算真值表如表3-1所示。
表3-1逻辑运算真值表
a
b
!
a
!
b
a&&b
a||b
非0
非0
0
0
1
1
非0
0
0
1
0
1
0
非0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
0
例3.3逻辑运算符及其表达式的值。
#include
voidmain（）
{
inta=3,b=0;
floatx=3.5,y=0.0;
charc='a';
printf（"%d,",a&&b）;/*非0判断为“真”,0判断为“假”*/
printf（"%d,",x&&y）;/*浮点数也可作为逻辑运算的运算对象*/
printf（"%d\n",c||'n'）;/*字符型作为运算对象时，以ASCII码值判别真假*/
}
程序运行结果：
0,0,1
关于逻辑运算符的几点说明：
（1）逻辑运算符的运算对象，可以是0或非0的整数，也可以是其他任何类型的数据，如实型、字符型等，系统最终按照“0”和“非0”来判定其“真”或“假”。
例如：
’a’&&’b’值为1。
对于字符型数据，系统按照它们的ASCII码值来处理，a的ASCII码值为97，b的ASCII码值为98，都为非0，系统按照“真”来处理，表达式的值为1。
（2）在求解逻辑表达式的过程中，只是在必须执行下一个逻辑运算符才能求出表达式的结果时，才执行该运算符，而不是所有的逻辑运算符都被执行。
如：
①对于逻辑与运算，如果第一个运算对象被判定为“假”，则无论第二个运算对象是“真”或“假”都不会影响表达式的结果。
因此，系统将不再判定或求解第二个运算对象。
例如：
a&&b&&c
当a为“假”时，表达式值为“假”，系统不再判断求解b和c，只有当a为“真”时，才判断b，只有当a和b都为“真”时，才需要判断求解c。
如图3-1所示。
②对于逻辑或运算，如果第一个运算对象为“真”，则无论第二个运算对象是“真”或“假”，表达式的值都为真。
因此，系统将不再判定或求解第二个运算对象。
例如：
a||b||c
当a为“真”时，表达式值为“真”，系统不再判断求解b和c，只有当a为“假”时，才判断b，只有当a和b都为“假”时，才需要判断求解c。
如图3-2所示。
例3.4逻辑运算符的运算规则。
#include
voidmain（）
{
inta=1,b=2,c=3,d=0;
intm=2,n=2;
intx=2,y=2;
（m=a>b）&&（n=c>d）;/*n=c>d没有被执行*/
（x=aprintf（"m=%d,n=%d,",m,n）;
printf（"x=%d,y=%d\n",x,y）;
}
程序运行结果：
m=0,n=2,x=1,y=2
第四节赋值运算符与赋值表达式
一、赋值运算符及其表达式
程序中的变量在使用之前必须要有一个确定的值，而这个确定的值就需要通过赋值运算来赋予变量。
因此，赋值操作是程序中一个最基本的操作。
C语言中，将等于号“=”作为赋值运算符。
用赋值运算符将一个变量和一个表达式连接起来的式子称为“赋值表达式”。
其一般格式为：
变量名=表达式；
其作用是将“=”右边表达式的值赋给左边的变量。
表达式可以是常量表达式，也可以是其它表达式（还可以是另一个赋值表达式）。
如：
a=5;/*把常量5赋给变量a*/
b=a+5;/*把表达式a+5的值赋给变量b*/
a=b=10;/*先把常量10赋给变量b，再把变量b的值赋给变量a*/
在使用赋值运算符的过程中应注意以下几点：
（1）在C语言中，赋值运算符的优先级别只高于逗号运算符，而低于其他任何运算符。
其结合方向为右结合方向。
如表达式a=b=2+3执行的顺序是从右到左，按照运算符的优先级别，先计算2+3的值，得到5，然后执行b=5，把数值5赋给变量b，最后执行a=b，把变量b的值赋给变量a，执行完毕后变量a的值为5。
（2）赋值运算符左侧的标识符称为“左值”。
左值可以是变量，但不能是常量或表达式，因为常量和表达式不能够被赋值。
如“a+b=8”“10=a”都是不合法的赋值表达式。
出现在赋值运算符右侧的表达式称为“右值”。
在赋值表达式中，凡是左值都可以出现在赋值运算符的右端成为右值。
（3）赋值表达式的值就是赋值表达式左边变量所得到的值。
如表达式a=3，执行后变量a的值为3，变量a的值作为整个表达式的值，表达式的值为3。
（4）需要特别注意赋值运算符“=”与关系运算符“==”的区别。
“=”是赋值运算符，只是将其右边表达式的值赋予左边的变量，而不表示左右两边的值相等。
“==”是关系运算符中的“等于”，表示判断其左右两边运算对象的值是否相等。
例如，有定义：
inta=3；则：
表达式a=4是一个赋值表达式，执行后a的值变为4，表达式的值为4；
表达式a==4则是一个关系表达式，执行后a的值未被改变，还是3，表达式所做的操作是将变量a的值与常量4进行比较，判断值是否相等，执行后表达式的值为0。
二、数据类型转换
如前面第2章所述，在赋值运算中可能会发生数据类型转换。
在赋值表达式中，当赋值运算符左右两端的运算对象数据类型不一致时，就会发生隐式数据类型转换，系统会将右边运算对象值的类型强制转换为左边运算对象的类型，再把它赋给左边的变量。
例如：
执行“inta=3.14”，变量a定义为整型，而赋值表达式右值是一个实数，表达式执行时先把3.14强制转换为整数3，再赋给变量a。
赋值后，变量a的值为3。
需要说明的是，在赋值运算中发生的数据类型转换可能会使所赋的值产生较大误差。
因此，在程序中应尽量避免不同数据类型的赋值。
三、复合赋值运算符
为了简化程序，提高编译的效率，C语言中允许在赋值运算符“=”之前加上其他的双目运算符，构成复合的赋值运算符。
例如：
在“=”前面加上一个“+”就构成了一个复合赋值运算符“+=”。
可以使用表达式“a+=5”对变量a进行赋值，相当于表达式“a=a+5”，也就是每执行一次表达式“a+=5”，变量a的值就在原来的基础上加上5。
如果变量a原来的值为3，则执行该表达式后，变量a的值变为8。
同样的，赋值运算符“=”也可以和其他双目运算符一起构成其他的复合赋值运算符。
例如：
a-=8，相当于a=a-8；a*=3，相当于a=a*3；a/=2，相当于a=a/2；a%=2，相当于a=a%2。
凡是双目运算符，都可以与赋值运算符一起组合成复合赋值运算符。
C语言中可以使用的复合赋值运算符有10种，如表3-2所示。
表3-2C语言中的复合赋值运算符
复合赋值运算符
名称
运算规则
+=
加赋值
a+=b相当于a=a+b
-=
减赋值
a-=b相当于a=a-b
*=
乘赋值
a*=b相当于a=a*b
/=
除赋值
a/=b相当于a=a/b
%=
求余赋值
a%=b相当于a=a%b
<<=
左移位赋值
a<<=b相当于a=a<>>=
右移位赋值
a>>=b相当于a=a>>b
&=
按位与赋值
a&=b相当于a=a&b
^=
按位异或赋值
a^=b相当于a=a^b
|=
按位或赋值
a|=b相当于a=a|b
表中后5种复合赋值运算符涉及到位运算，将在本章第七节中详细介绍。
复合赋值运算符的结合方向同样是从右至左。
例3.5复合赋值运算符的结合方向。
#include
voidmain（）
{
inta=3;
a+=a-=a*a;
printf（"%d\n",a）;
}
程序运行结果：
-12
对于表达式a+=a-=a*a；按照赋值运算符的右结合性，先执行a-=a*a，即a=a-a*a=3-9=-6，再执行a+=a，此时a的值已经更新为-6，a+=a相当于a=a+a=-6+（-6）=-12，最终a的值为-12。
第五节逗号运算符与逗号表达式
逗号运算符又称为“顺序求值运算符”，是C语言提供的一种特殊的运算符。
通过逗号运算符，可以将两个或多个表达式连接起来，构成逗号表达式。
逗号表达式的一般形式为：
表达式1，表达式2
其求解过程：
先求解表达式1，再求解表达式2。
表达式2的值作为整个逗号表达式的值。
例如：
2+3,4+5先求解2+3，值为5，再求解4+5，值为9，9作为整个逗号表达式的值；
a=4,a=8先求解a=4，再求解a=8，执行完毕后a的值为8，整个表达式的值为8；
a=2*4,a+4先求解a=2*4,得到a=8，再求解a+4,a+4的值为12，执行完毕后，a的值为8，但整个表达式的值为12（注意：
表达式2“a+4”并没有赋值操作，a的值没有被改变，但是表达式的值作为整个逗号表达式的结果）。
逗号运算符不仅能够连接两个表达式，还能够连接多个表达式，其一般形式为：
表达式1，表达式2，表达式3，…，表达式n
求解过程也是顺序求解，先求解表达式1，再求解表达式2、表达式3…表达式n，表达式n的值作为整个逗号表达式的值。
逗号运算符是C语言所有运算符中优先级别最低的。
如果要将一个逗号表达式的值赋给某个变量，则需要将逗号表达式加上括号。
例如：
b=（a=2,a+4）表示将逗号表达式“a=2,a+4”的值赋给变量b，执行完毕后，变量a的值为2，变量b的值为6，表达式是一个赋值表达式，值为6；
如果写成b=a=2,a+4，则表达式为一个逗号表达式，执行完毕后，变量a和变量b的值都为2，表达式2“a+4”的值为6，整个逗号表达式的值为6。
在C语言中，逗号并不仅仅只作为逗号运算符来使用，通常还被用作分隔符来使用。
也就是说，并不是任何地方出现的逗号都是逗号运算符。
例如：
inta,b,c;
printf（“%d,%d,%d”,a,b,c）;
以上两个语句中的“a,b,c”中的逗号都不是逗号运算符，而是作为分隔符。
前一个语句表示定义了3个整型变量，3个变量之间用逗号作为分隔符；后一个语句中，a、b、c作为函数printf的3个参数，它们之间的逗号作为函数参数之间的分隔符。
例3.6逗号运算符与分隔符。
#include
voidmain（）
{
inta=3,b=4,c=5;
printf（"%d,%d,%d\n",a,b,c）;/*a,b,c”中的逗号作为函数参数的分隔符*/
printf（"%d\n",（a,b,c））;/*“a,b,c”中的逗号作为逗号运算符*/
}
程序运行结果：
3,4,5
5
第六节条件运算符与条件表达式
在某些情形下，我们对某一个给定的条件进行判断，希望系统根据判断的结果自行选择条件为真或为假时的结果。
例如：
要判断一个整数n是奇数还是偶数，判断条件为n是否能被2整除，如果n被2整除为“真”则选择偶数，否则选择奇数。
C语言为这样的选择运算提供了专门的运算符，即条件运算符“？
：
”。
条件运算符是一个三目运算符，要求有三个运算对象。
条件表达式的一般形式为：
表达式1？
表达式2：
表达式3
它的执行顺序如图3-3所示：
①求解表达式1，并对表达式1进行逻辑判断；
②如果表达式1值为“真”，则求解表达式2，表达式2的值作为整个条件表达式的值；如果表达式1的值为“假”，则求解表达式3，表达式3的值作为整个条件表达式的值。
说明：
（1）条件运算符优先级别高于赋值运算符,低于算术运算符和关系运算符。
常常把条件运算符应用于当表达式1的值无论是“真”或“假”时，都对同一个变量进行赋值的情形。
例如：
max=a>b?
a:
b
该表达式中，优先级别最低的是赋值运算符“=”，优先级别最高的是关系运算符“>”。
执行过程先求解表达式“a>b”，如果值为“真”，把a的值赋给max，否则将b的值赋给max。
该表达式的功能是求a和b的最大值，并将最大值赋给变量max。
（2）条件运算符的结合方向为从右至左。
例如：
表达式z=a>0?
a:
a<0?
–a:
0相当于z=a>0?
a:
（a<0?
–a:
0）
该表达式的功能是求a的绝对值，并赋给变量z。
（3）在条件表达式中，对表达式2和表达式3的形式没有具体规定，除了可以是一般的变量、常量、数值表达式等类型外，还可以是赋值表达式或函数表达式。
例如，求a和b的最大值，除了前面所使用的形式“max=a>b?
a:
b”外，还可以写成以下形式：
a>b?
（max=a）:
（max=b）
或者直接用输出函数将最大数直接输出：
a>b?
printf（“%d”,a）:
printf（“%d”,b）
以上三个表达式的功能都是求a和b的最大值。
表达式“max=a>b?
a:
b”是一个赋值表达式，将条件表达式“a>b?
a:
b”的结果赋给变量max；表达式“a>b?
（max=a）:
（max=b）”是一个条件表达式，其中，表达式2和表达式3采用了赋值表达式，当表达式1的值为“真”时，将a的值赋给max，否则将b的值赋给max；表达式“a>b?
printf（“%d”,a）:
printf（“%d”,b）”也是一个条件表达式，其中，表达式2和表达式3采用了函数表达式，该表达式的功能是将a和b中的最大值输出。
（4）条件表达式中，表达式1、表达式2和表达式3的类型可以各不相同。
表达式1作为判断条件，其值作为逻辑值进行判断，如果是“非0”，执行表达式2，如果是“0”，则执行表达式3。
当表达式2和表达式3的值数据类型不相同时，整个条件表达式值的类型为表达式2和表达式3中级别较高的类型（数据类型级别高低可参看第2章中的数据类型转换规则）。
例如：
a>b?
2.5:
3
其中表达式2为实型数据，表达式3为整型数据。
当“a>b”值为“真”时，整个条件表达式的值为2.5，当“a>b”值为“假”时，整个条件表达式的值本来应该是3，但是因为表达式2中的数值类型为实型，其级别高于表达式3中的整型，这就要求整个条件表达式的值应为实型。
所以，当“a>b”值为“假”时，整个条件表达式的值为3.0。
例3.7输入一个整数，判断其是奇数还是偶数。
#include
voidmain（）
{
intn;
scanf（"%d",&n）;
n%2==0?
printf（"%d是偶数\n",n）:
printf（"%d是奇数\n",n）;
}
程序运行结果：
8↙
8是偶数
例3.8输入3个正整数，输出其中最大数。
#include
voidmain（）
{
inta,b,c,max;
scanf（"%d,%d,%d",&a,&b,&c）;
max=a>b?
a:
b;
max=max>c?
max:
c;
printf（"a,b,c中的最大数为：
%d\n",max）;
}
程序运行结果：
3,5,7↙
a,b,c中的最大数为：
7
例3.9将输入的字母一律按照小写字母形式输出。
#include
voidmain（）
{
charn;
scanf（"%c",&n）;
n=（n>='A'&&n<='Z'）?
n+32:
n;
printf（"%c\n",n）;
}
程序运行结果：
H↙
h
第七节自增、自减运算符
C语言提供了一类特有的运算符，自增（++）和自减（--）运算符。
它们是单目运算符，运算对象只有一个，而且只能是变量。
自增、自减运算符的作用是使变量的值增1或减1。
其可通过前缀和后缀两种方式作用于变量，使变量的值增1或减1。
例如：
++i，--i（前缀方式：
在使用变量i之前，先使变量i的值增（减）1）
i++，i--（后缀方式：
先使用变量i的值，使用完之后再使变量i的值增（减）1）
实际上，++i和i++最终的作用都是相当于i=i+1。
但是在应用的中间过程中，二者是有区别的。
++i是先执行i=i+1之后再使用i的值。
例如，设有i=3；则：
n=++i；（先执行i=i+1，使i的值变为4，再使用i的值执行赋值操作，执行完毕后n的值为4，i的值为4）
i++是先使用i的值，之后再执行i=i+1的操作。
同上，假设有i=3；则：
n=i++;（先使用i的原值3进行赋值操作，再执行i=i+1
升级会员 