《运算符与表达式》课件

运算符与表达式运算符是程序语言中的基本符号，用来执行特定操作。表达式是由运算符和操作数组成的语句，用于计算和表达数据之间的关系。课程目标理解运算符的概念深入理解各种运算符的种类、作用和使用方法。掌握表达式求值学习表达式求值的步骤和规则，并能够熟练地进行表达式运算。运用运算符和表达式将运算符和表达式应用于实际编程，解决各种计算问题。运算符的概念符号和操作运算符是用于执行特定操作的符号，例如加减乘除或比较大小。程序中的核心在编程中，运算符是表达式的基本组成部分，它们允许我们对数据进行操作和计算。操作类型不同的运算符执行不同的操作，例如算术运算符执行算术运算，关系运算符执行比较。算术运算符加法运算符(+)两个操作数相加，得到它们的和。例如：1+2=3减法运算符(-)从第一个操作数中减去第二个操作数，得到它们的差。例如：5-3=2乘法运算符(*)两个操作数相乘，得到它们的积。例如：4*5=20除法运算符(/)第一个操作数除以第二个操作数，得到它们的商。例如：10/2=5赋值运算符赋值运算符的作用赋值运算符将右边的值赋予左边的变量。例如：a=10，将值10赋予变量a。赋值运算符的类型除了简单的赋值运算符“=”之外，还有+=、-=、*=、/=、%=等复合赋值运算符，简化代码并提高效率。赋值运算符的执行顺序赋值运算符从右向左执行，先计算右边的表达式，再将结果赋予左边的变量。关系运算符11.比较运算符用于比较两个操作数，结果为真或假。22.比较操作例如，大于、小于、等于、不等于等。33.应用场景用于条件判断、循环控制等。44.常见运算符包括==、!=、>、<、>=、<=等。逻辑运算符逻辑与两个操作数都为真时结果为真，否则为假。逻辑或只要有一个操作数为真，结果就为真，两个操作数都为假时结果才为假。逻辑非操作数为真时结果为假，操作数为假时结果为真。位运算符概念位运算符是直接对操作数的二进制位进行操作的运算符。它们主要用于对数据进行更底层的操作，例如对数据进行位移、设置、清除和测试等。类型常见的位运算符包括：按位与(&)、按位或(|)、按位异或(^)、按位取反(~)、左移(<<)和右移(>>)。每种运算符都有特定的功能，用于执行不同的位操作。运算符优先级运算符优先级决定表达式中运算的顺序，影响最终的计算结果。优先级高的运算符先执行，优先级低的运算符后执行。优先级运算符最高()[]->.高++--!~-+*&sizeof中*/%低+-最低<<>>表达式的基本概念表达式是程序中最基本的组成部分之一，用于表达运算过程。表达式由操作数和运算符组成，它可以是常量、变量、函数调用等等。表达式可以用来计算值，例如2+3=5,或者用于比较两个值，例如a>b。表达式可以是简单的，例如1+2，也可以是复杂的，例如(a+b)*(c-d)。表达式的求值规则表达式的求值规则是指在程序运行时，计算表达式结果的顺序和方法。1从左到右按照运算符的优先级和结合性，从左到右依次计算。2运算符优先级不同运算符具有不同的优先级，优先级高的运算符先计算。3结合性当多个运算符具有相同优先级时，按照结合性确定计算顺序。例如，在表达式`a+b*c`中，乘法运算符的优先级高于加法运算符，所以先计算`b*c`，再计算`a+(b*c)`。如果表达式中有多个相同优先级的运算符，则按照结合性确定计算顺序。例如，`a-b-c`的结合性为从左到右，所以先计算`a-b`，再计算`(a-b)-c`。算术表达式基本概念由运算符、操作数和括号组成的表达式，运算符执行特定操作，操作数是参与运算的值或变量，括号用于改变运算顺序。求值规则运算符优先级：从高到低执行，例如乘除优先于加减。结合性：相同优先级从左到右或从右到左执行，例如加减运算从左到右。类型转换不同类型操作数之间运算时，会进行自动类型转换，结果类型通常为较高类型。常见形式包括加减乘除、取余、自增自减、位运算等，用于完成各种数学运算，例如计算结果、比较大小、位操作等。关系表达式1比较运算关系表达式用于比较两个操作数的值，并返回一个布尔值。2关系运算符关系运算符包括：大于（>）、小于（<）、等于（==）、不等于（!=）、大于等于（>=）、小于等于（<=）。3应用场景关系表达式通常用于控制程序流程、进行条件判断和数据筛选。4举例例如，判断两个变量是否相等、比较两个数值的大小、检查字符串是否匹配等。逻辑表达式逻辑运算符逻辑表达式使用逻辑运算符连接多个关系表达式。真值表逻辑运算符的结果取决于操作数的真假。控制流程逻辑表达式用于控制程序的执行流程。三元表达式语法结构三元表达式提供了一种简洁的条件判断方式。它的语法结构是：表达式1?表达式2:表达式3执行过程首先计算表达式1，如果结果为真，则执行表达式2，并返回其结果。如果表达式1为假，则执行表达式3，并返回其结果。表达式的简化1消除冗余合并相同运算符2常量折叠提前计算常数表达式3代码优化提高效率，节省资源表达式简化可以提高代码可读性，减少运算量，提高代码执行效率。例如，合并相同运算符、提前计算常数表达式，可以减少代码的冗余和不必要的运算。前缀表达式定义运算符位于操作数之前。特点不需要括号，便于计算机解析。示例+*234表示(2*3)+4。后缀表达式表达式形式操作数位于操作符之后，例如23+。栈结构使用栈来实现后缀表达式的求值，操作数入栈，遇到运算符则弹出两个操作数进行运算，并将结果压入栈。求值过程从左到右遍历表达式，遇到操作数入栈，遇到运算符弹出两个操作数计算，并将结果压入栈。运算符重载运算符重载允许程序员扩展运算符的功能，使其适用于自定义数据类型。通过重载，程序员可以赋予运算符新的含义，使其适用于特定的类或结构体。重载的特点11.多态性重载允许同一个函数名，处理不同类型或数量的参数。22.代码可读性通过重载，代码更易于阅读和理解，提高代码可维护性。33.代码复用性重载可以减少代码冗余，提高代码复用率。44.静态多态重载是在编译时实现的多态性，编译器根据参数类型选择正确的函数版本。重载的限制符号限制运算符重载不能改变运算符的优先级和结合性。运算符类型无法重载大小比较运算符（>，<，>=，<=）以及逻辑运算符（&&，||，！）。代码错误重载运算符时，如果无法匹配相应的运算符，编译器会报错。单目运算符的重载操作符重载C++允许用户自定义运算符的含义，使其适用于用户定义的类型。单目运算符单目运算符是指只有一个操作数的运算符，如取负运算符、取地址运算符等。重载规则重载单目运算符需要使用运算符重载的语法，并确保重载后的操作符符合预期逻辑。双目运算符的重载运算符优先级双目运算符重载后，优先级遵循原有规则。返回值类型重载后，返回值类型需与原有运算符一致。重载形式重载形式为操作符重载函数，参数类型需与操作数类型一致。关系运算符的重载重载目的重载关系运算符可以使对象比较更直观，例如使用“==”比较两个对象是否相等。重载规则需要定义相应的成员函数，例如“operator==”。参数类型为当前类类型，返回值为布尔值。赋值运算符的重载赋值运算符的重载用户可以自定义赋值运算符的行为，实现特定操作，例如对象的复制或资源的释放。重载的语法通过在类中声明一个重载函数，并使用等号（=）运算符作为函数名来实现。常见应用场景例如，在拷贝构造函数中，需要使用重载的赋值运算符来确保对象的正确复制。函数调用运算符的重载11.重载运算符函数调用运算符“()”可以被重载，允许对象以类似函数调用的方式被调用。22.参数传递重载的函数调用运算符可以接受参数，用于传递给对象，实现特定功能。33.应用场景常用于模拟函数调用，为对象提供灵活的执行方式。44.代码示例通过重载函数调用运算符，可以模拟函数调用，使对象的行为更加灵活。下标运算符的重载下标运算符重载下标运算符重载允许自定义类对象使用下标运算符访问成员。重载下标运算符后，可以通过下标运算符访问对象的数据成员。例如，对于一个类名为MyClass的类，可以通过重载[]运算符，使得MyClass对象可以使用下标运算符访问其内部的数据成员。总结与思考运算符和表达式是程序设计的核心概念。掌握运算符的种类和优先级理解表达式求值的规则运算符重载可以使代码更灵活和可读性更高。注意重载的规则和限制选择合适的重载方式深入理解运算符和表达式的概念可以更好地进行代码编写。优化代码效率和可读性提高编程能力和解决问题的能力习题演练1练习一计算以下表达式的值:a=3+5*2b=(10-2)/4c=7%32练习二写出以下算术表达式的后缀表达式:a+b*c