运算符和表达式

一、表达式的概念

表达式可以理解为用于计算的公式，它由运算符（如 + – * /）、运算量（也称为操作数，可以是常量、变量）和括号组成。执行运算后得到的结果就是表达式的值。

例如 a + b、x / y 都是表达式。单独一个变量 a 或常量 1 也是表达式。

二、运算符概述

C++提供了丰富的运算符，包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、赋值运算符、位运算符等。

运算符的基本形式通常为：

操作数1 运算符 操作数2

例如 1 + a。

根据所需操作数的个数，运算符分为：

二元运算符：需要两个操作数，如 +、-、*、/。

一元运算符：只需要一个操作数，如 ++、–、负号 -。

三、运算符的优先级和结合性

如果一个表达式包含多个运算符，运算顺序是：

先执行优先级高的运算符，再执行优先级低的运算符。

当多个运算符优先级相同时，按照结合性的方向进行计算。结合性分为左结合（从左到右）和右结合（从右到左）。

例如表达式 a + b – c，+ 和 – 优先级相同，结合性为左结合，因此先计算 a + b，再用结果减去 c。

四、算术运算符

算术运算符用于执行基本的数学运算，包括：

运算符	含义	示例
+	加法	a + b
–	减法	a – b
*	乘法	a * b
/	除法	a / b
%	取余（模运算）	a % b

注意：两个整数相除，结果仍为整数，舍弃小数部分。例如 5 / 2 结果为 2。如果其中一个操作数为浮点数，则结果为浮点数。取余运算 % 仅适用于整数类型。

五、关系运算符

关系运算符用于比较两个操作数的大小关系，结果为 bool 类型（true 或 false）：

运算符	含义	示例
>	大于	a > b
<	小于	a < b
>=	大于等于	a >= b
<=	小于等于	a <= b
==	等于	a == b
!=	不等于	a != b

六、逻辑运算符

逻辑运算符用于组合或取反布尔值，包括：

运算符	含义	示例
!	逻辑非（一元）	!a
&&	逻辑与	a && b
||	逻辑或	a || b

逻辑与：两个操作数都为 true 时结果才为 true。逻辑或：两个操作数至少有一个为 true 时结果为 true。逻辑非：对操作数取反。

注意：逻辑与和逻辑或具有短路求值特性。对于 a && b，如果 a 为 false，则不再计算 b。对于 a || b，如果 a 为 true，则不再计算 b。

七、赋值运算符

赋值运算符用于将右侧表达式的值赋给左侧的变量：

运算符	含义	示例
=	简单赋值	a = b
+=	加后赋值	a += b 等价于 a = a + b
-=	减后赋值	a -= b 等价于 a = a – b
*=	乘后赋值	a *= b 等价于 a = a * b
/=	除后赋值	a /= b 等价于 a = a / b
%=	取余后赋值	a %= b 等价于 a = a % b

八、自增和自减运算符

自增（++）和自减（–）是一元运算符，用于将变量的值加 1 或减 1。

前缀形式：++a、–a。先自增（自减），再使用变量的值。

后缀形式：a++、a–。先使用变量的值，再自增（自减）。

示例：

int a = 5;
int b = ++a;  // a先变为6，b被赋值为6

int c = 5;
int d = c++;  // d被赋值为5，然后c变为6Code language: JavaScript (javascript)

九、条件运算符（三目运算符）

条件运算符是C++中唯一的三元运算符，形式为：

条件 ? 表达式1 : 表达式2

如果条件为 true，则整个表达式取表达式1的值；否则取表达式2的值。

示例：

int max = (a > b) ? a : b;  // 取a和b中的较大值Code language: JavaScript (javascript)

十、代码示例

以下代码演示了各类运算符和表达式的使用：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    // 算术运算符
    int a = 10, b = 3;
    cout << "a + b = " << a + b << endl;
    cout << "a - b = " << a - b << endl;
    cout << "a * b = " << a * b << endl;
    cout << "a / b = " << a / b << endl;   // 整数除法，结果为3
    cout << "a % b = " << a % b << endl;   // 取余，结果为1

    // 关系运算符
    cout << "a > b : " << (a > b) << endl;   // 输出1（true）
    cout << "a == b : " << (a == b) << endl; // 输出0（false）

    // 逻辑运算符
    bool x = true, y = false;
    cout << "x && y : " << (x && y) << endl; // 输出0
    cout << "x || y : " << (x || y) << endl; // 输出1
    cout << "!x : " << !x << endl;           // 输出0

    // 赋值运算符
    int c = 5;
    c += 2;  // 等价于 c = c + 2
    cout << "c after += 2 : " << c << endl;  // 输出7

    // 自增自减
    int d = 5;
    cout << "++d = " << ++d << endl;  // 先自增，输出6
    d = 5;
    cout << "d++ = " << d++ << endl;  // 先使用，输出5
    cout << "d after d++ = " << d << endl; // 输出6

    // 条件运算符
    int max = (a > b) ? a : b;
    cout << "max of a and b = " << max << endl;

    // 表达式组合
    int result = (a + b) * 2 - (a % b);
    cout << "result = " << result << endl;

    return 0;
}Code language: PHP (php)

十一、小结

• 表达式是由运算符、操作数和括号组成的计算式，有确定的值。
• 运算符按操作数个数分为一元、二元和三元运算符。
• 运算符有优先级和结合性，决定表达式的计算顺序。
• 常见运算符包括算术、关系、逻辑、赋值、自增自减和条件运算符。
• 整数除法会舍弃小数部分，取余运算仅适用于整数。
• 自增自减的前缀和后缀形式对表达式的值有影响。
• 逻辑与和逻辑或具有短路求值特性。