[C/C++基础--笔试突击] 4.运算符及优先级
概述：
表达式，由操作数和运算符组成。
笔试中通常的考点有操作符的优先级、异或等关系运算。
4.1 赋值语句
赋值运算符"="，操作符左边代表着存储单元的地址，称为左值，右边带表着需要的值，称为右值。
注：赋值操作符的左操作数必须是非const的左值。
int const& max(int const& a, int const& b) { return a > b ? a : b; } int& fun(int& a) { a += 5; return a; } int* fun2(int* a) { return a; } int main() { int ii = 10, j = 20; fun(ii) = 800; // 语句1 正确 执行后 ii = 800 printf("%d", ii); max(ii, j) = 200; // 语句2 错误 表达式 max(ii, j)不是可修改的左值 printf("%d", ii); fun2(&ii) = 200; // 语句3 错误 无法从int转化为int* printf("%d", ii); *fun2(&ii) = 200; // 语句4 正确 printf("%d", ii); system("pause"); }
其次，赋值操作符具有右结合特性。当表达是含有多个赋值操作符时，从右向左结合。
4.2 自增与自减运算符
4.2.1 简单运算
前缀运算时"先变后用"，而后缀运算时"先用后变"。
以++为例：
前缀：++a 表示取a的地址，增加它的内容，然后把值放在寄存器中；
后缀：a++ 表示取a的地址，把它的值装入寄存器，然后增加内存a的值。
看下面的代码：
void main(){ int a, b, c, d; a = 5; b = 5; c = (a++) + (a++) + (a++); d = (++b) + (++b) + (++b); printf("%d, %d, %d, %d", a, b, c, d); }
上例中，在VS2010中输出"8, 8, 15, 24"，在VC++6.0、Dev-C++以及gcc版本下输出"8, 8, 15, 22"。
在计算c的时候，括号的值都是5，执行c = 15后，a开始自增3次。
在计算d的时候，会受到编译器的影响，在VC++6.0下，由于汇编级只能实现两个数相加，不能实现三个数相加，所以语句"d = (++b) + (++b) + (++b);"相当于"d = (++b) + (++b); d = d + (++b);"拆成了两个语句的组合，这样第一个语句后b = 7，这样d = 7 + 7 = 14，再执行第二个语句，b = 8，d = d + b = 14 + 8 = 22；而在VS2010中进行了一些调整，在计算的时候，三次自增操作都已经执行完毕，故最后d = b + b + b = 8 + 8 + 8 = 24。
注：在实际编程中，应该避免使用这种可能受到不同编译器影响的代码。
4.2.2 作用的对象
自增、自减运算符只能作用于变量，而不能作用于常量或表达式。只要是标准类型的变量，不管是整型、实型还是字符型、枚举型都可以作为这两个运算符的运算对象。
1）i+++j++; //合法 2) ++i+(++j); //合法 3) ++a+b++; //合法 4) ++array[--i]; //合法 5) ++6; // 不合法 6是常量 6) (i + j)++; // 不合法 7) 'A'++; // 不合法 8) (&p)++; // 不合法
注："++i+++j;"是非法的，与上面的1）、2）进行比较，由于C/C++编译器会从左到右尽可能多将字符组合成一个运算符或标识符，因此i+++j++等效于(i++)+(j++)，这个是合法的，而"++i+++j"等效于"++(i++)+j"，第一个++作用的是括号中的表达式，因此是非法的。
4.2.3 运算符的结合方向
自增、自减运算符及负号运算符的结合方向是从右向左。
如表达式"k = -i++" 等效于 "k = - (i++)"，若 i = 5 则表达式运算后，k = -5，i = 6;
4.3 关系与逻辑运算符
关系操作符（<、<=、>、>=）具有左结合性，如下面：
if( i < j < k) ..
由于i < j 返回的是bool类型，0或者1，因此，只要k大于1，则上述表达式的值为true，而这与我们想要表达的意思不相符，如果想要表示这种递推的逻辑，应用下面的方式：
if(i < j && j < k) ..
这里就引出了逻辑操作符：
expr1 && expr2 // 逻辑与 expr1 || expr2 // 逻辑或
都是短路求值，即当expr1不满足条件的时候，才会去执行expr2的表达式。
for(int i = 0 , j = 0 ; !x && （++y） <5 ; x++) { ...; }
上面的结果执行完y = 1。
4.4 位运算符
|
& |
按位与 |
仅当两位都为1，结果为1 |
|
| |
按位或 |
仅当两位都为0，结果为0 |
|
^ |
按位异或 |
仅当两位不相同，结果为1 |
|
~ |
取反 |
每位取反，单目运算 |
|
<< |
左移 |
将左操作数向左或向右移动有操作数个数的位数，产生新的值，并丢弃移除的位，有时需要补位（补位规则后面会有介绍） |
|
>> |
右移 |
这里主要讲一下遇到的用法，主要是异或，在做小算法题的时候，一些实用的技巧，下面写一下应用的情况（欢迎补充 *.*）。
1）给定一个整数n，判断它是否为2的正整数次幂
if( n > 1 && ((n & (n-1)) == 0)) // 判断n的二进制位是否仅有一位为1 cout<<"true";
2）假设一个文件，每行记录了一个数，且每个数都出现了两次，但某一个数不小心删除了，怎么快速找出？
解答：运用异或的知识，A^B^C^D^E^B = A^C^D^E （异或满足交换律，且相同的异或为0），即依次读入文件中的数进行异或，最后得到的数就是所求。
3）找到一个未排序缺失的数（如n-1个1 ~ n的不同整数，缺少一个补齐n个）。
解答：1.求这n-1个数的和sum，然后计算 n*(n + 1)/2 - sum ， 比较通俗的做法，但是n很大时会溢出。
2.用异或，首先求得从1到n共n个数的异或结果A，然后用题中的序列一次与A异或，最后得到的数就是所求。
4）不使用第三方变量，将或两个变量的值。
a = a^b; b = a^b; a = a^b;
5) 不使用算术运算符实现两个数的加法。
解答：对于二进制的加法，若不考虑进位，则1+1 = 0，1+0 = 1，0+1 = 1，0+0 = 0，与异或正好类似，即如果排除进位，可以用异或来实现。
这时，再考虑进位，0+0的进位为，1+0的进位为0，只有1+1的进位为1，通过对比发现与位运算的&操作类似。因此可以总结如下：
先不考虑进位，按位异或，得值a；
然后计算进位，并将进位的值左移，得值b，若b为0，则a就是结果；若b不为0，则结果为a+b（递归调用）。下面是代码：
ind add(int a, int b) { if(b == 0) return a; // 没有进位 int sum = a^b; int carry = (a & b) << 1; // 进位 return add(sum, carry); }
6）如何实现位操作求两个数的平均值？
(x & y) + ((x^y) >> 1);
如数x:01010，y：010000。x&y 为010000，即取x、y中对应位都为1的位，对于结果来说，相当于取得了都为1的位相加的一半；
x^y结果为00110，即取x、y中对应为只有一个为1的位，对于结果来说是二者只有一个位为1的和，最终所求为均值，应右移一位即除以2；
最后，将二者相加即可（同时为1的部分 + 分别为1的部分）。
移位运算符
移位时的补位规则：
|
类型 |
左移 |
右移 |
|
int |
低位补0 |
高位补符号位 |
|
unsigned int |
低位补0 |
高位补0 |
由于左移总是在低位补0，高位丢失，因而负数左移后，有可能会变成整数。如：
int x = 0x8FFF0000; cout<<(x<<1); // 输出536739840
4.5 类型转换
较小的类型将会被转换成较大的类型。
需要注意的是：在C++中，有符号数与无符号数转换时，内存中的内容并没有改变，只是对内存中相同的数据解释不同而已。
4.6 运算符优先级
表达式的运算顺序主要由一下两种因素决定”
1）运算符的优先级：程序总是先执行优先级较高的运算符；
2）运算符的结合性：当运算符的优先级相同时，运算符的结合性决定运行顺序。
优先级表很长....很长.... 这里从网上找来一个全的...自己打实在是太累了 >.<
|
优先级 |
运算符 |
名称或含义 |
使用形式 |
结合方向 |
说明 |
|
1 |
[] |
数组下标 |
数组名[常量表达式] |
左到右 |
-- |
|
() |
圆括号 |
(表达式）/函数名(形参表) |
-- |
||
|
. |
成员选择（对象） |
对象.成员名 |
-- |
||
|
-> |
成员选择（指针） |
对象指针->成员名 |
-- |
||
|
|
|||||
|
2 |
- |
负号运算符 |
-表达式 |
右到左 |
单目运算符 |
|
~ |
按位取反运算符 |
~表达式 |
|||
|
++ |
自增运算符 |
++变量名/变量名++ |
|||
|
-- |
自减运算符 |
--变量名/变量名-- |
|||
|
* |
取值运算符 |
*指针变量 |
|||
|
& |
取地址运算符 |
&变量名 |
|||
|
! |
逻辑非运算符 |
!表达式 |
|||
|
(类型) |
强制类型转换 |
(数据类型)表达式 |
-- |
||
|
sizeof |
长度运算符 |
sizeof(表达式) |
-- |
||
|
|
|||||
|
3 |
/ |
除 |
表达式/表达式 |
左到右 |
双目运算符 |
|
* |
乘 |
表达式*表达式 |
|||
|
% |
余数（取模） |
整型表达式%整型表达式 |
|||
|
4 |
+ |
加 |
表达式+表达式 |
左到右 |
双目运算符 |
|
- |
减 |
表达式-表达式 |
|||
|
5 |
<< |
左移 |
变量<<表达式 |
左到右 |
双目运算符 |
|
>> |
右移 |
变量>>表达式 |
|||
|
|
|||||
|
6 |
> |
大于 |
表达式>表达式 |
左到右 |
双目运算符 |
|
>= |
大于等于 |
表达式>=表达式 |
|||
|
< |
小于 |
表达式<表达式 |
|||
|
<= |
小于等于 |
表达式<=表达式 |
|||
|
7 |
== |
等于 |
表达式==表达式 |
左到右 |
双目运算符 |
|
！= |
不等于 |
表达式!= 表达式 |
|||
|
|
|||||
|
8 |
& |
按位与 |
表达式&表达式 |
左到右 |
双目运算符 |
|
9 |
^ |
按位异或 |
表达式^表达式 |
左到右 |
双目运算符 |
|
10 |
| |
按位或 |
表达式|表达式 |
左到右 |
双目运算符 |
|
11 |
&& |
逻辑与 |
表达式&&表达式 |
左到右 |
双目运算符 |
|
12 |
|| |
逻辑或 |
表达式||表达式 |
左到右 |
双目运算符 |
|
|
|||||
|
13 |
?: |
条件运算符 |
表达式1? 表达式2: 表达式3 |
右到左 |
三目运算符 |
|
|
|||||
|
14 |
= |
赋值运算符 |
变量=表达式 |
右到左 |
-- |
|
/= |
除后赋值 |
变量/=表达式 |
-- |
||
|
*= |
乘后赋值 |
变量*=表达式 |
-- |
||
|
%= |
取模后赋值 |
变量%=表达式 |
-- |
||
|
+= |
加后赋值 |
变量+=表达式 |
-- |
||
|
-= |
减后赋值 |
变量-=表达式 |
-- |
||
|
<<= |
左移后赋值 |
变量<<=表达式 |
-- |
||
|
>>= |
右移后赋值 |
变量>>=表达式 |
-- |
||
|
&= |
按位与后赋值 |
变量&=表达式 |
-- |
||
|
^= |
按位异或后赋值 |
变量^=表达式 |
-- |
||
|
|= |
按位或后赋值 |
变量|=表达式 |
-- |
||
|
|
|||||
|
15 |
， |
逗号运算符 |
表达式,表达式,… |
左到右 |
-- |
总结如下：
1）括号、下标、->和.(成员)最高；
2）单目的比双目的高；算术双目的比其他双目的高；
3）移位运算高于关系运算；关系运算高于按位运算；按位运算高于逻辑运算；
4）三目的只有一个条件运算，低于逻辑运算；
5）赋值运算仅比','高，且所有的赋值运算符优先级相同，结合访问从右向左。
到此，这一部分也告一段落了，主要就是多用多积累，只靠死记是不科学的。。文中如有错误请联系我..
希望大家都有所收获 *.*
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