老湯回味——C語言運算符及類型轉換

今天的文章一起來看看C語言的運算符，而和C語言運算符直接相關的一個問題就是類型轉換。下面先來看看C語言有哪些運算符。

算數運算符

算數運算符包括：加(+)，減(-)，乘(*)，除(/)，取餘(%)，自增(++)，自減(--)，下面上代碼，直接看例子。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int a = 10;
	int b = 2;
	printf("a + b = %d\n", a + b);
	printf("a - b = %d\n", a - b);
	printf("a * b = %d\n", a * b);
	printf("a / b = %d\n", a / b);
	printf("a %% b = %d\n", a % b);
	printf("a++ = %d, ++a = %d\n", a++, ++a);
	printf("b-- = %d, --b = %d\n", b--, --b);

	int c = a++;
	int d = a--;
	printf("c = %d\n", c);
	printf("d = %d\n", d);

	return 0;
}

運行結果：

a + b = 12
a - b = 8
a * b = 20
a / b = 5
a % b = 0
a++ = 11, ++a = 12
b-- = 1, --b = 0
c = 12
d = 13

需要說明的有以下幾點：

1. %運算符只可以用於兩個整型；
   

2. a++和++a在打印時沒有差別，但是將其賦值給變量時，存在差別，如上例中的c和d，a++是先將a賦值給變量，之後纔會做自增；++a則是自增後將值賦值給變量。--運算符與++運算符類似。

關係運算符

關係運算符用來比較兩個數的大小，包括：等於(==)，不等於(!=)，大於(>)，大於等於(>=)，小於(<)，小於等於(<=)，看一下例子。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int a = 1;
	int b = 2;
	printf("a == b: %d\n", a == b);
	printf("a != b: %d\n", a != b);
	printf("a < b: %d\n", a < b);
	printf("a <= b: %d\n", a <= b);
	printf("a > b: %d\n", a > b);
	printf("a >= b: %d\n", a >= b);

	return 0;
}

運行結果：

a == b: 0
a != b: 1
a < b: 1
a <= b: 1
a > b: 0
a >= b: 0

可以看到，C語言中使用0和1分別代表false和true。

邏輯運算符

邏輯運算符包括：邏輯與(&&)，邏輯或(||)，邏輯非(!)。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int a = 1;
	int b = 2;
	int c = 3;
	printf("a > b && c > b: %d\n", a > b && c > b);
	printf("a > b || c > b: %d\n", a > b || c > b);
	printf("!(a > b): %d\n", !(a > b));

	return 0;
}

運行結果：

a > b && c > b: 0
a > b || c > b: 1
!(a > b): 1

需要說明的是，邏輯運算符存在短路的機制，比如上面的第一句printf，由於a>b爲false，此時邏輯與已經不可能爲true，所以後面的c>b將不會運行，也就是說邏輯與會被第一個爲false的條件表達式所阻斷；同理，對於邏輯或，如果前面的條件表達式已經爲true，則無論後面的條件表達式爲true或者false都對結果無關緊要了，邏輯或將會執行到第一個爲true的條件表達式。

位運算符

位運算符操作整型的位，包括：按位與(&)，按位或(|)，異或(^)，按位取反(~)，左移(<<)，右移(>>)。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int a = 1;
	int b = 4;
	printf("a = 0x%08x\n", a);
	printf("b = 0x%08x\n", b);

	printf("a & b: 0x%08x\n", a & b);
	printf("a | b: 0x%08x\n", a | b);
	printf("a ^ b: 0x%08x\n", a ^ b);
	printf("~a: 0x%08x\n", ~a);
	printf("a << 2: 0x%08x\n", a << 2);
	printf("a >> 1: 0x%08x\n", a >> 1);

	printf("a | (1 << 2): 0x%08x\n", a | (1 << 2));
	printf("b & ~(1 << 2): 0x%08x\n", b & ~(1 << 2));

	return 0;
}

運行結果：

a = 0x00000001
b = 0x00000004
a & b: 0x00000000
a | b: 0x00000005
a ^ b: 0x00000005
~a: 0xfffffffe
a << 2: 0x00000004
a >> 1: 0x00000000
a | (1 << 2): 0x00000005
b & ~(1 << 2): 0x00000000

需要說明以下幾點：

1. 左移運算，最高位會移出，低位補0；
   

2. 右移運算，低位移出，最高位爲1，則爲1，爲0，則爲0，即保留符號位；

3. 最後兩條printf語句，用來演示如何給一個數的第2位置位爲1和如何清除一個數第2位的1。

賦值運算符

主要包括=, +=，-=，*=，/=，%=，<<=，>>=，&=，|=，^=，除了=運算符，其他的都是結合了其他運算符的功能，比如a += 1，就是將a和1相加，再把結果賦值給a，這裏不再贅述。

類型轉換

C語言是強類型語言，不同類型的數據之間進行運算會進行類型的轉換，轉換方式主要有兩種，強制類型轉換和隱式類型轉換。

強制類型轉換是在編碼時通過顯式編寫代碼，實現的類型轉換；隱式類型轉換則是C語言編譯器自動爲我們進行的類型轉換，總的原則是

1. 如果表達式中的數據屬於同一個大類型，比如都是整型，則數據統一向表達式中寬度最大的轉換，如int向long轉換，有符號類型還會向無符號類型轉換，如int向unsigned int轉換；
   

2. 整型和浮點型運算，整型會轉換爲浮點型。

3. 強制將浮點型轉換爲整型，浮點型小數部分丟失。
   

看一個簡單的例子

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int a = 1;
	float b = 2.2;
	long c = 12;

	printf("a + c = %ld\n", a + c);
	printf("a + b = %f\n", a + b);
	printf("a + (int)b = %d\n", a + (int)b);

	return 0;
}

運行結果：

a + c = 13
a + b = 3.200000
a + (int)b = 3