运算符与表达式课件.ppt

教学目标: 本章详细介绍了C语言提供的运算符和表达式的使用方法,要求通过本章的学习了解运算符的优先级和结合性，掌握的运算符和表达式类型及求值规则，掌握数据类型转换的方法。 教学重点： 重点掌握运算符：+，-，*，/，%，+，-，&，|，=，=，!=，=； 不同数值型数据间的混合运算规则； 算术表达式和赋值表达式的基本使用方法。 教学难点： 不同数值型数据间的混合运算规则； 数据类型转换的方式。 教学方法：理论教学与实践教学相合。,2.2 运算符与表 达 式,2.2.1表达式基础 2.2.2 算术运算符与算术表达式 2.2.3 关系运算符和关系表达式 2.2.4逻辑运算法与逻辑表达式 2.2.5 位运算符 2.2.6赋值运算符与赋值表达式 2.2.7逗号运算符与逗号表达式 2.2.8条件运算符和条件表达式 2.2.9 其它运算符,2.2.1 表达式基础,1. 表达式的组成,(1) 运算符 运算符又称操作符, 是一个符号, 它指示在一个或多个操作数上完成某种运算操作或动作。 C语言中, 除了输入、 输出及程序流程控制操作以外的所有基本操作都作为运算处理。 如, 赋值运算符“=”、 逗号运算符“, ”、 括号运算符“（ ）”。, 算术运算符有 +、 -、 *、 /、 %、 +、 - 关系运算符有 、 = 逻辑运算符有 !、 &、 | 位运算符有 、 、 |、 、 & 赋值运算符有 =、 +=、 -=、 *=、 /=、 %=、 &= 、 |= 、 = 、 = 条件运算符有 ？: 逗号运算符有 , 指针运算符有 *、 & 求字节数运算符有 sizeof 强制类型转换运算符有 （类型标识符） 分量运算符有 、- /*参见结构体*/ 下标运算符 /*参见数组*/ 其它 ( ) 、 -,(2) 操作数 操作数是运算符的操作对象, 都是表达式（包括常量、变量、函数调用、复杂表达式）。 常量、变量、函数本身就是简单表达式, 从一般意义上讲, C语言中所有操作数都是表达式。复杂表达式由运算符连接简单表达式形成。,2. 表达式的书写 (1) C语言的表达式只能采用线性的形式书写。 例如: 应写成1/3.0+i+j*j*j。 应写成（a+b）/（c+d）*e+f。,(2) C语言的表达式只能使用C语言中合法的运算符和操作数, 对有些操作必须调用库函数完成, 而且运算符不能省略。例如: r2应写成3.1415926*r*r。 应写成0.5*a*b*sin（alph）， alph是事先定义好的整型变量。 |xy|(设x,y都是整数)应写成 abs（xy） |xy|(设x,y都是实数)应写成fabs（xy） y+2X 应写成y+pow(2, x)。,数学函数使用前应添加命令：#include ,运算符功能 与操作数关系 要求操作数个数 要求操作数类型 运算符优先级别 结合方向 结果的类型,3.学习运算符应注意,(1) 运算符优先级P30表2-6,C语言将运算符的优先级划分为15级, 初等运算 ( )、 、 、 . 单目运算 ！、 、 +、 、 、 （类型标识符）、 * 、 &、sizeof 右结合 算术运算 *、 /、% +、- 位运算符 关系运算符、 = =、 ! = 位运算符 & | 逻辑运算 & | 条件运算符 ？: 右结合 赋值运算=、 +=、 -=、 *=、 /=、 %=, =, =, &=, =, |= 右结合 逗号运算 ，,（2） 运算符的结合性 运算符的结合性是指, 优先级相同的运算符运算次序。包括从左到右进行（左结合性）和从右至左进行（右结合性）。 右结合：C中只有以下三种运算符的结合性是右结合。 单目运算（！、 、 +、 -、 -、 *、 &） 条件运算（？: ） 赋值运算（=、 +=、 -=、 *=、 /=、 %= 、=、 =、&=、 =、|= ）,其余运算符均为左结合。,优先级 -（取负） + - * / % + -,2.2.2 算术运算符与算术表达式,1.算术运算符 双目：+、 -、 *、 /、 %（取余(模)） 左结合 单目:-(取负）、+（自加）、 -（自减） 右结合,高 低,(2)取余(模)运算符% 注意：分子和分母必须同为整型数， %运算的符号只取决于第一个数（分子）的符号。,(1)除法运算符 / 两整数相除，结果为整数，舍去小数部分。 若有一个操作数是实数，则结果是实数。 如7/2的结果为 ，而7.0/2的结果为 。,3,3.5,例 7%4 = 5.5%2,3,非法,（3）自加+、自减-运算符 （单目，右结合） 作用：使整型变量值加1或减1 种类： 前置 +i 先执行i=i+1再使用i值,表达式+i的值是i+1 -i 先执行i=i-1再使用i值,表达式+i的值是i-1 ） 后置 i+ 先使用i值再执行i=i+1, 表达式i+的值是i i- 先使用i值再执行i=i-1, 表达式i-的值是i,注意：操作数只能是整型变量，如5+，(a+b)+ 。,Key-in a number: _,Key-in a number: 26 _,main() int num; printf(“Key-in a number: “); scanf(“%d”, ,Key-in a number: 26 Value before being incremented: 26 _,26,27,Key-in a number: 26 Value before being incremented: 26 Value after being incremented: 27 _,+num; /*结果如何？*/,此时，前缀+（-）和后缀+（-）相同，作用仅是增1（减1）。,例 main() int j,k,a,b,c; j=3; k=+j; printf(“%d,%d”,k,j); j=3; k=j+; printf(“%d,%d”,k,j); j=3; printf(“%d”,+j); j=3; printf(“%d”,j+); a=3;b=5;c=(+a)*b; printf(“%d,%d,%d”,a,b,c); a=3;b=5;c=(a+)*b; printf(“%d,%d,%d”,a,b,c); ,/*相当于：j=j+1;k=j;*/,/*相当于：k=j; j=j+1;*/,/*相当于：j=j+1; printf(“%d”,j); */,/*相当于:printf(“%d”,j); j=j+1; */,/*相当于：a=a+1; c=a*b;*/,/*相当于：c=a*b ;a=a+1; */,2.算术表达式,定义：用算术运算符和圆括号将运算对象连接起来的，并且符合C语言语法规则的式子。,单个的常量和变量都是算术表达式，是最简单的算术表达式。算术表达式的值是数值型。 +a+b/5 等价于 (+a)+(b/5),例 -i+ i=3; printf(“%d”,-i+);,例 -i+ -(i+) i=3; printf(“%d”,-i+); /-3,3. 运算符的组合问题 i+j如何解释？ main() int i=3, j=5, k; k=i+j; printf(“%d,%d,%d”,i,j,k) ; ,/* i+j解释为(i+)+j*/,在表达式中出现多个字符时如何组合呢？ 尽可能自左而右将若干字符组合成一个运算符, 标识符、关键字也按同样的原则进行处理。,输出：4,5,8,【例】阅读下面程序写出运行结果 include stdio.h main( ) int i, j; i=j=5; printf（i+=%d, j=%dn, i+, j）; printf（+i=%d, j=%dn, +i, j）; printf（i+=%d, j=%dn, i+, j）; printf（+i=%d, j=%dn, +i, j）; printf（i=%d, j=%dn, i, j）; ,运行结果: i+=5, j=5 +i=7, j=3 i+=7, j=3 +i=9, j=1 i=9, j=1,4.算术运算中的类型转换 不同类型数据进行运算时, 要进行类型转换。类型转换有自动转换（又称隐含转换）与强制转换两种方式。 (1)自动类型转换 自动转换由系统自动完成, 适用于整型、实型和字符型数据的混合运算。 转换的规则是： 精度从低到高的顺序是,例如：计算表达式3.14+18/4+a 的值,3.14 + 18 / 4 + a,（1）计算18/4,结果4，int型,（2）先将3.14转换成double型，再将4转换成 double型4.0，计算3.144.0，结果是7.14（double）,(3)先将a转换成int型值为97，再将97转换成double型97.0，计算7.1497.0，结果是104.14，double型,4,104.14,7.14,(2) 强制类型转换 格式: (类型名) (表达式) /*(类型名)是类型转换运算符，单目*/ 功能：将表达式的值类型强制转换成类型名指定的类型。 如: ,(int)(x+y),(int)x + y,注意:类型名两侧的（）不能省略,将表达式x+y的值强制转换成整型,将表达式x的值强制转换成整型,(double)(3/2) (int)3.6,说明：强制转换得到所需类型的中间变量，原变量类型不变,当低精度强制转换成高精度，易造成精度损失 main() float x; int i; x=3.6; i=(int)x; printf(“x=%f,i=%d”,x,i); 输出：x=3.600000,i=3,2.2.3 关系运算符与关系表达式,1 关系运算符,关系运算符的优先级低于算术运算，高于赋值运算符。,种类：、 = 、 =、 != 均双目 结合型：左结合 优先级 、 = 高于 =、 !=,例 ca+b /c(a+b) ab!=c /(ab)!=c a=bc /a=(bc),例如： 32 b*b-4*a*c=1e-6 x=y a%b!=0,2 关系表达式,关系表达式的值：是逻辑值“真”或“假”，用1和0表示。,设有定义 int a=3,b=2,c=1; 则： ab 的值为1 c=a 的值为0,【例题】计算表达式3=4+12!=5的值并给出求解过程,3 = 4 + 1 2 != 5,5,1,0,1,注意 应避免对实数作相等或不等的判断 如 1.0/3.0*3.0=1.0 结果为0 可改写为：fabs(1.0/3.0*3.0-1.0)1e-6,2.2.4逻辑运算符与逻辑表达式,逻辑运算符有：,!（非，单目,右结合）、 &（与）、 | （或）,优先级: ! & |,结合性： ！是右结合，&和|是左结合,高 低,a,b,!a,a&b,a|b,非0,0,非0,0,0,0,非0,非0,操作数: 0表示“假”， 非0表示“真”, 运算结果: 0表示“假”， 1表示“真”,真值表：,短路特性：&和|是一种短路运算。所谓短路运算, 是指在计算的过程中, 只要表达式的值能确定, 便不再计算下去。 （逻辑表达式求解时，并非所有的逻辑运算符都被执行，只是在必须执行下一个逻辑运算符才能求出表达式的解时，才执行该运算符),例如: (1) e1&e2, 若e1 为 0, 可确定表达式的值为 0, 不再计算e2。 (2) e1|e2, 若e1为真, 则可确定表达式的值为真, 也不再计算e2。,【例题1 】 main() int a=1,b=2,c=3,d=4,m=1,n=1; (m=ab) ,运行结果：m=0 n=1,【例题2】写出表达式53&a|54-!0 的求解过程,5 3 & a | 5 4 - ! 0,1,3,1,0,1,1,! + - - (取负) 双目算术运算 关系运算 双目逻辑运算(&高于|) 赋值运算。,【例题3】 用逻辑表达式描述下列条件: 设x 和year都是整数： (1)x是 3 的倍数且x是偶数。,(2) 100x200。 (3) x等于2或8。 (4) 年份year是否为闰年。,（x%3=0）&（x%2=0）,（100=x）&（x=200）,（x=2）|（x=8）,（year %400=0）|（year%4=0） &（year%100!=0）,例 若x=210 则 100=x=200的值为1,2.2.5 位运算符与位运算表达式 (了解),位运算符, 、 & 、 |、 、 取反(单目) 与 或 异或 左移 右移,优先级 ! + - - 双目算术运算（*,/,%高于+,-) 双目关系运算符 （,=,=高于=,!=) 其它位运算符（& 高于高于 |） 双目逻辑运算(&高于|),高,低,结合方向 “”的结合方向是右结合，其他为左结合。,1. 按位取反运算 单目运算符 对一个二进制数按位取反, 即 0 位变 1, 1 位变 0。,如：023的值是 。 （023是八进制23，要求结果也用8进制表示）,1111111111101100,（0177754）,（）0000000000010011 （023）,2.按位与运算符 & 双目运算符 参加运算的两个运算量的对应位都为1，则该位的结果为1，否则为0。 如：计算023&032的值,(022),0000000000010011 (023) (&) 0000000000011010 (032),0000000000010010,3.按位或运算符 | 双目运算符 参加运算的两个运算量的对应位都为0，则该位的结果为0，否则为1。 如：计算023|032的值,0000000000011011,0000000000010011 (023) (|) 0000000000011010 (032),(033),4.按位异或运算符 双目运算符 参加运算的两个运算量的对应位相同，则该位的结果为0，否则为1。 如：计算023032的值 0000000000010011 (八进制无符号数023) () 0000000000011010 (八进制无符号数032),0000000000001001 (八进制无符号数011),5.左移运算符 双目运算符 用来将一个数的各二进位全部左移若干位，左边移出的位丢失，右边空出的位补0。 如：0232 (2) 0000000000010011 （023） 当左移没有溢出时，左移一位相当于该数乘以2，左移n位相当于该数乘以2n。,00,00000000010011,(0114),6. 右移运算符 用来将一个数的各二进位全部右移若干位，右边移出的位丢失，左边空出的位补原来最左边的那位的值。 如：0232 (2) 0000000000010011 （023） 右移一位相当于除以2，右移n位相当于除以2n。,(04),00000000000100,00,2.2.6 赋值运算符与赋值表达式,赋值运算符,=、 +=、 -=、 *=、 /=、 %=、&= 、 |= 、 = 、 = 均是双目运算。且优先级是同级，右结合 优先级:仅为次低级，仅高于逗号“，”运算符。 赋值表达式的书写形式：,赋值表达式的值就是被赋值的变量的值，赋值表达式值的类型就是被赋值的变量的类型。,变量 OP 表达式,复合赋值运算的一般形式: OP代表任一双目算术运算符或位运算符。,例如： (1) int a=3; a+=2 ； (2) float x=1.2, y=2.1; y*=x+3.4 ; (3) int a=1, b=2; b/=a+=1;,变量 OP= 表达式 等价于: 变量 = 变量 OP (表达式),【例题】已知int a=12;计算表达式a+=a-=a*a 的值,a += a -= a * a,144,aa144即a-132,a-132 即a=-264,main() int a=12; printf(“%d %dn“, a ,a+=a-=a*a); ,2.2.7 逗号表达式,逗号运算符: , 双目运算 左结合 逗号表达式一般形式如下: 表达式1，表达式2，表达式3，表达式n 用途：用于将多个表达式连接成一个表达式。常用于for循环语句中 运算过程：从左向右依次计算每个表达式的值，逗号表达式的值就是最右边表达式的值，逗号表达式值的类型就是最右边表达式的值的类型。 优先级：最低 结合：左结合（自左向右）。 如表达式x=a=3, 6*x, 6*a, a+x的值为_。,6,【例题】 main() int a,x; printf(“%d %d %dn”,a,x,(x=a=3,+a,a+=4,a5); printf(“%d %d %dn“,a,x,x=(a=3,+a,a+=4,a5); ,运行结果： 8 3 1 8 1 1,2.2.8条件运算符及条件表达式,条件表达式一般形式: 表达式 1？ 表达式 2: 表达式 3,条件运算符 ? :,求解过程如右图。 表达式值的类型： 取表达式2和3中值的类型中的精度较高者。,其中，表达式1一般为关系表达式或逻辑表达式，表达式2和表达式3一般为同类型表达式。,三目运算符,图 条件表达式的求解过程,注意：条表达式2和表达式3只有一个被求解。,例如：32?1:1.5 的值为_，类型为_。 ,优先级:条件运算为倒数第 3 级, 高于赋值运算, 低于逻辑运算。 结合性：右结合 条件运算符可嵌套使用,如 107 ? 2:3) /*表达式的值为3*/,例1 编写程序计算两个整数a和b的最大值,main() int a=3,b=4,max; max = ab?a:b; printf(“max(%d,%d)=%d”,a,b,max); ,运行结果： max(3,4)=4,例2用条件运算符求 a+|b|,main() int a=3,b=-4; printf(“%d+|%d|=%dn”,a,b,b0?a+b:a-b); ,运行结果： 3+|-4|=7,【例3】读程序写结果 main() int a=1,b=2,c=3,d=4,m,n,e; m=1; n=1; printf(“m=%d n=%d e=%dn“, m, n, (a+d=b+c)?(m=ab):(n=cd); m=1; n=1; printf(“m=%d n=%d e=%dn“, m, n, (a+d!=b+c)?(m=ab):(n=cd); ,运行结果： m=0 n=1 e=0 m=1 n=0 e=0,2.2.9 其它运算,1. 取地址运算 运算符: &单目运算 右结合 优先级次高 操作数只能是变量, 得到变量的地址。 2.间接访问运算符 运算符: * 单目运算 右结合 优先级次高 操作数只能是地址（变量的地址或指针值） 用于取存储单元的内容.,如： int a=10,*p; p= 则输出为：,3. 求字节数运算 运算符: sizeof单目运算 右结合 优先级次高 书写形式：sizeof(类型名或变量或表达式) 操作数可以是类型名, 也可以是变量、表达式, 用以 求得相应类型或数据所占的字节数。 ,10，10，10 /* a、*p和*&a等价 */,【例2.11】 main() printf(“%dn“,sizeof(char); printf(“%dn“,sizeof(int); printf(“%dn“,sizeof(long); printf(“%dn“,sizeof(float); printf(“%dn“,sizeof(double); ,4. 括号运算 在其它语言中括号是某些语法成分的描述方式, C语言将括号亦作为运算处理。 (1) 圆括号运算( ): 用于改变运算的优先级, 还用于将函数的参数与函数名相分离。 (2) 中括号运算 : 又称下标运算, 用来得到数组的分量下标变量。 括号运算的优先级处于最高一级。,作业： P73 一、4，5，7，8，9，10，12，13 二、程序填空题 1 三、程序改错题