C语言-基础入门-学习笔记（3）：表达式与操作符

C语言-基础入门-学习笔记（3）：表达式与操作符

1.表达式和语句

语句和表达式可以通过一定的手段来相互转换。

表达式
表达式由操作符和操作数组成。操作符可以由运算操作符、关系操作符和其他操作符组成。操作数是操作符的操作对象，可以是常量或变量。

当为复杂表达式时，需要取决于操作符的优先级，如果想要自己制定优先级，那么可以利用“（）”来进行优先级的提前。
运算符表达式优先级的排序如下：

语句
一条完整的语句由表达式和分号组成。表达式可以是最简单的表达式，仅由一个分号组成（空语句）。

复合语句也可以称为程序块，是包含在花括号（{}）内的多个语句的集合。利用if语句、for语句和while语句构成这些语句的执行体，以实现一些复杂的功能。

2.赋值操作符和表达式

赋值
赋值操作符是一个二元操作符，其组成的赋值表达式的标准形式由变量、赋值操作符和一个表达式组成：
变量 = 表达式;
赋值操作符左边的变量成为左值，右边的表达式成为右值。赋值表达式的值即为语句执行后左值的值。不能使用常量作为左值，因为常量是不可被改编的。

当多个赋值操作符存在于同一条语句中时，将会按照从右到左的结合方式，先执行最右边的赋值操作符，再依次向左执行其余赋值操作符。

类型转换
在赋值表达式中，当把一种类型的数据赋值给不同类型的变量时，编译器会隐式地把该数据进行类型转换，转换为该变量的类型后再赋值。
较少字节的类型向较多字节的类型转换可以，但如果想法会发生数据溢出。

范例1

#include <stdio.h>

int main(void){
	long long int large = 0x80000000;
	int small = large;
	printf("%lld\n",large);
	printf("%d\n",small); //数据溢出

	return 0;
}

将long long int型量2147483647赋给int型，由于超出了int型变量的范围，会发生数据溢出现象。

范例2

#include <stdio.h>

int main(void){
	double pi = 3.1415926;
	int i = pi;

	printf("%d\n",i);
	return 0;
}

当double型量赋给int型，会保留其整数部分，因为Int型不能存储小数部分。

强制类型转换
我们也可以通过强制类型转换的方法来实现类型的转换，由一个圆括号及包含在圆括号里的一个类型名称组成：
（数据类型名） （表达式）
int i = (int) 3.11;
float f = (float) 7;
使用类型转换操作符后，类型转换就会被视为合法的，编译器就不会报错。

范例3

#include <stdio.h>

int main(void){
	double pi = 3.1415926;
	int i = (int) pi;
	double m;
	printf("%d\n",i);

	m = (int)3.7 + 2.5;
	printf("%f\n",m);

	m = (int)(3.7 + 2.5);
	printf("%f\n",m);
	return 0;
}

3.运算操作符和表达式

运算操作符
共有5个，其优先级排序见上面表格，具体的运算规则和方法比较简单，不叙述。

范例4

#include <stdio.h>

int main(void){
	int sum = 0;
	int average = 0;
	int left1 = 0;
	int left2 = 0;

	sum = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10;
	printf("sum = %d\n",sum);//55

	sum = (1+10)*10/2;
	printf("sum = %d\n",sum);//55

	average = sum/10;//5.5但average为int型，所以等于5
	left1 = sum % 10;//求余为5
	left2 = sum - average * 10;//55-5*10=5

	printf("%d = %d * 10 + %d\n",sum,average,left1);
	printf("%d = %d - %d * 10\n",left2,sum,average);

	return 0;
}

减法操作符的“-”也可以用作符号操作符，表示负数。例如：-2

数值运算中的类型转换
例如：
area = 4 * 7.5
其中4为int型，7.5为double型。int型的4将先被转换为double型，再与double型的7.5相乘。

总结运算规律如下：

• char型和short型数据，不管是unsigned还是signed，在计算中都要先无条件转换为int型，即使是两个char型或short型数值相加。
• float型计算前会无条件转换为double型数值，以增加精度。
• 其余类型的数值计算时，都要转换为数据类型级别较高后在计算。
  范例5

#include <stdio.h>

int main(void){
	unsigned ui = 0;
	int a = 0;

	/*如果ui小于1，将a设为1*/
	if(0 > (ui-1))
		a = 1;
	printf("%d\n",a);
	printf("%u\n",ui - 1);

	return 0;
}

原因为在计算ui - 1时，发生了一个类型转换，ui 为unsigned int型，1为int型，因此，计算时后者转换为unsigned int 型，该表达式值为unsigned int型。当与0比较时，0也转换为无符号型。

复合赋值操作符

左值 += 右值 等效于：左值 = 左值 + 右值
左值 -= 右值 等效于：左值 = 左值 - 右值
左值 *= 右值 等效于：左值 = 左值 * 右值
左值 /= 右值 等效于：左值 = 左值 / 右值

其他情况下也相同

4.自增、自减操作符

后自减操作符的优先级与前自检操作符一样，都比赋值操作符和加法操作符高。自增（或自减）运算符放在操作元之前，先对变量加1（或减1），然后再使用变量的值；自增（或自减）运算符放在操作元之后，先使用变量的值，然后再对变量加1（或减1）。

范例6

#include <stdio.h>

int main(void){
	int x = 0;
	int y = 0;

	x = 2;
	y = --x + 1;
	printf("y = %d,x = %d\n",y,x);

	x = 2;
	y = 1 + x--;
	printf("y = %d,x = %d\n",y,x);

	return 0;
}

编译器的“贪婪法”处理方式：例如++b，假定在编译器解析到第一个加号前，之前所有程序代码都已经正常解析，编译器会尝试向后搜索可以组成某一符号的更长的字符串。

在使用时要尽量将自增表达式和自减表达式作为单独的语句使用。

5.关系操作符和表达式

范例7

//将输入转换为2进制输出
#include <stdio.h>

int main(void){
	unsigned a = 0;

	do{
		printf("Please input a number(0~15):");
		scanf("%u",&a);
	}while(a > 15);

	if(8 <= a){
		printf("1");
		a -= 8;
	}else{
		printf("0");
	}

	if(a >= 4){
		printf("1");
		a -= 4;
	}else{
		printf("0");
	}

	if(1 < a){
		printf("1");
		a -= 2;
	}else{
		printf("0");
	}

	if(a != 1)
		printf("0\n");
	if(a == 1)
		printf("1\n");

	return 0;
}

关系表达式的值在C语言中实际上作为int处理。
非0的数值的布尔值为真，而为0的数值的布尔值为假
布尔值为真的关系表达式的int型值为1，布尔值为假的关系式的int型值为0

范例8

#include <stdio.h>

int main(void){
	printf("3 > 1 = %d\n",3 > 1);//打印3大于1的值
	printf("3 < 1 = %d\n",3 < 1);//打印3小于1的值
	printf("sizeof(3 < 1) = %d\n",sizeof(3<1));

	return 0;
}

6.逻辑操作符和表达式

逻辑操作符包括与操作符（&&）、或操作符（||）、非操作符（!），其运算结果的值也是BOOL型（为真是等于1，为假时等于0）。

范例9

#include <stdio.h>

int main(void){
	printf("1 && 0 == %d\n",1 && 0);
	printf("1 && 1 == %d\n",1 && 1);
	printf("sizeof(1 && 0) = %d\n",sizeof(1 && 0));

	return 0;
}

逻辑非操作符的优先级与符号操作符一致，但高于运算操作符和关系操作符；逻辑与操作符和逻辑或操作符的优先级低于关系操作符，但高于赋值操作符。

7.逗号操作符和表达式

逗号操作符将若干个表达式连接在一起形成一个语句，它的优先级是最低的。
逗号操作符是一个二元操作符，其标准使用形式如下：
表达式1，表达式2；

可以将任意表达式直接作为逗号表达式的子表达式，且不会改变表达式的执行顺序和执行逻辑：
a += 2;
c * 4;
可以转换为：a += 2 , c* 4;

与其他表达式一样，逗号表达式也有一个值，其值是表达式中最后一个子表达式的值，例如：
a = 3;
b = (2,a+3);
则最后结果是：b = 3+3 = 6

注意：不要过于依赖运算符的优先级，应当多实用圆括号来强行设定运算顺序。

练习1

//设计一个程序，输入任一个整数，判断其是否为4、5和6的公倍数
#include <stdio.h>

int main(void){
	int ptr = 0;
while(1){
	printf("Please enter a number:");
	scanf("%d",&ptr);
	if((ptr % 4 == 0) && (ptr % 5 == 0) && (ptr % 6 == 0)){
		printf("%d is a multiple of 4,5and6.\n",ptr);
	}else{
		printf("%d is not a multiple of 4,5and6.\n",ptr);
	}
	return 0;
	}
}

练习2

//设计一个多输出的函数
#include <stdio.h>

int main(void){
	int x,y = 0;

	printf("please enter the number x:");
	scanf("%d",&x);
	if(x < 1){
		y = ++x;
	}else if(1<= x && x < 7){
		y = 3 * x + 7;
	}else{
		y = x * x + 3;
	}
	printf("The result y = %d",y);

	return 0;
}