C++编程核心之C++ 运算符的介绍与实例说明

秒速五厘米 2021-11-14 12:24 231阅读 0赞

# C++ 运算符 #

运算符是一种告诉编译器执行特定的数学或逻辑操作的符号。C++ 内置了丰富的运算符，并提供了以下类型的运算符：

*  算术运算符
 *  关系运算符
 *  逻辑运算符
 *  位运算符
 *  赋值运算符
 *  杂项运算符

本章将逐一介绍算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符和其他运算符。

## 算术运算符 ##

下表显示了 C++ 支持的算术运算符。

假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>运算符</th> 
   <th>描述</th> 
   <th>实例</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>+</td> 
   <td>把两个操作数相加</td> 
   <td>A + B 将得到 30</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-</td> 
   <td>从第一个操作数中减去第二个操作数</td> 
   <td>A - B 将得到 -10</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>*</td> 
   <td>把两个操作数相乘</td> 
   <td>A * B 将得到 200</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>/</td> 
   <td>分子除以分母</td> 
   <td>B / A 将得到 2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>%</td> 
   <td>取模运算符，整除后的余数</td> 
   <td>B % A 将得到 0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>++</td> 
   <td><a href="https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-increment-decrement-operators.html" rel="nofollow">自增运算符</a>，整数值增加 1</td> 
   <td>A++ 将得到 11</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>--</td> 
   <td><a href="https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-increment-decrement-operators.html" rel="nofollow">自减运算符</a>，整数值减少 1</td> 
   <td>A-- 将得到 9</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 实例 ###

请看下面的实例，了解 C++ 中可用的算术运算符。

复制并粘贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。

#include <iostream>
    using namespace std;
     
    int main()
    {
       int a = 21;
       int b = 10;
       int c;
     
       c = a + b;
       cout << "Line 1 - c 的值是 " << c << endl ;
       c = a - b;
       cout << "Line 2 - c 的值是 " << c << endl ;
       c = a * b;
       cout << "Line 3 - c 的值是 " << c << endl ;
       c = a / b;
       cout << "Line 4 - c 的值是 " << c << endl ;
       c = a % b;
       cout << "Line 5 - c 的值是 " << c << endl ;
     
       int d = 10;   //  测试自增、自减
       c = d++;
       cout << "Line 6 - c 的值是 " << c << endl ;
     
       d = 10;    // 重新赋值
       c = d--;
       cout << "Line 7 - c 的值是 " << c << endl ;
       return 0;
    }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生以下结果：

Line 1 - c 的值是 31
    Line 2 - c 的值是 11
    Line 3 - c 的值是 210
    Line 4 - c 的值是 2
    Line 5 - c 的值是 1
    Line 6 - c 的值是 10
    Line 7 - c 的值是 10

## 关系运算符 ##

下表显示了 C++ 支持的关系运算符。

假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>运算符</th> 
   <th>描述</th> 
   <th>实例</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>==</td> 
   <td>检查两个操作数的值是否相等，如果相等则条件为真。</td> 
   <td>(A == B) 不为真。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>!=</td> 
   <td>检查两个操作数的值是否相等，如果不相等则条件为真。</td> 
   <td>(A != B) 为真。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&gt;</td> 
   <td>检查左操作数的值是否大于右操作数的值，如果是则条件为真。</td> 
   <td>(A &gt; B) 不为真。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&lt;</td> 
   <td>检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是则条件为真。</td> 
   <td>(A &lt; B) 为真。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&gt;=</td> 
   <td>检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值，如果是则条件为真。</td> 
   <td>(A &gt;= B) 不为真。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&lt;=</td> 
   <td>检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值，如果是则条件为真。</td> 
   <td>(A &lt;= B) 为真。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 实例 ###

请看下面的实例，了解 C++ 中可用的关系运算符。

复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。

#include <iostream>
    using namespace std;
     
    int main()
    {
       int a = 21;
       int b = 10;
       int c ;
     
       if( a == b )
       {
          cout << "Line 1 - a 等于 b" << endl ;
       }
       else
       {
          cout << "Line 1 - a 不等于 b" << endl ;
       }
       if ( a < b )
       {
          cout << "Line 2 - a 小于 b" << endl ;
       }
       else
       {
          cout << "Line 2 - a 不小于 b" << endl ;
       }
       if ( a > b )
       {
          cout << "Line 3 - a 大于 b" << endl ;
       }
       else
       {
          cout << "Line 3 - a 不大于 b" << endl ;
       }
       /* 改变 a 和 b 的值 */
       a = 5;
       b = 20;
       if ( a <= b )
       {
          cout << "Line 4 - a 小于或等于 b" << endl ;
       }
       if ( b >= a )
       {
          cout << "Line 5 - b 大于或等于 a" << endl ;
       }
       return 0;
    }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生以下结果：

Line 1 - a 不等于 b
    Line 2 - a 不小于 b
    Line 3 - a 大于 b
    Line 4 - a 小于或等于 b
    Line 5 - b 大于或等于 a

## 逻辑运算符 ##

下表显示了 C++ 支持的关系逻辑运算符。

假设变量 A 的值为 1，变量 B 的值为 0，则：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>运算符</th> 
   <th>描述</th> 
   <th>实例</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&amp;&amp;</td> 
   <td>称为逻辑与运算符。如果两个操作数都非零，则条件为真。</td> 
   <td>(A &amp;&amp; B) 为假。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>||</td> 
   <td>称为逻辑或运算符。如果两个操作数中有任意一个非零，则条件为真。</td> 
   <td>(A || B) 为真。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>!</td> 
   <td>称为逻辑非运算符。用来逆转操作数的逻辑状态。如果条件为真则逻辑非运算符将使其为假。</td> 
   <td>!(A &amp;&amp; B) 为真。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 实例 ###

请看下面的实例，了解 C++ 中可用的逻辑运算符。

复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。

#include <iostream>
    using namespace std;
     
    int main()
    {
       int a = 5;
       int b = 20;
       int c ;
     
       if ( a && b )
       {
          cout << "Line 1 - 条件为真"<< endl ;
       }
       if ( a || b )
       {
          cout << "Line 2 - 条件为真"<< endl ;
       }
       /* 改变 a 和 b 的值 */
       a = 0;
       b = 10;
       if ( a && b )
       {
          cout << "Line 3 - 条件为真"<< endl ;
       }
       else
       {
          cout << "Line 4 - 条件不为真"<< endl ;
       }
       if ( !(a && b) )
       {
          cout << "Line 5 - 条件为真"<< endl ;
       }
       return 0;
    }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生以下结果：

Line 1 - 条件为真
    Line 2 - 条件为真
    Line 4 - 条件不为真
    Line 5 - 条件为真

## 位运算符 ##

位运算符作用于位，并逐位执行操作。&、 | 和 ^ 的真值表如下所示：

假设如果 A = 60，且 B = 13，现在以二进制格式表示，它们如下所示：

A = 0011 1100

B = 0000 1101

\-----------------

A&B = 0000 1100

A|B = 0011 1101

A^B = 0011 0001

~A  = 1100 0011

下表显示了 C++ 支持的位运算符。假设变量 A 的值为 60，变量 B 的值为 13，则：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>运算符</th> 
   <th>描述</th> 
   <th>实例</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&amp;</td> 
   <td>如果同时存在于两个操作数中，二进制 AND 运算符复制一位到结果中。</td> 
   <td>(A &amp; B) 将得到 12，即为 0000 1100</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>|</td> 
   <td>如果存在于任一操作数中，二进制 OR 运算符复制一位到结果中。</td> 
   <td>(A | B) 将得到 61，即为 0011 1101</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>^</td> 
   <td>如果存在于其中一个操作数中但不同时存在于两个操作数中，二进制异或运算符复制一位到结果中。</td> 
   <td>(A ^ B) 将得到 49，即为 0011 0001</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>~</td> 
   <td>二进制补码运算符是一元运算符，具有"翻转"位效果，即0变成1，1变成0。</td> 
   <td>(~A ) 将得到 -61，即为 1100 0011，一个有符号二进制数的补码形式。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&lt;&lt;</td> 
   <td>二进制左移运算符。左操作数的值向左移动右操作数指定的位数。</td> 
   <td>A &lt;&lt; 2 将得到 240，即为 1111 0000</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&gt;&gt;</td> 
   <td>二进制右移运算符。左操作数的值向右移动右操作数指定的位数。</td> 
   <td>A &gt;&gt; 2 将得到 15，即为 0000 1111</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 实例 ###

请看下面的实例，了解 C++ 中可用的位运算符。

复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。

#include <iostream>
    using namespace std;
     
    int main()
    {
       unsigned int a = 60;      // 60 = 0011 1100  
       unsigned int b = 13;      // 13 = 0000 1101
       int c = 0;           
     
       c = a & b;             // 12 = 0000 1100
       cout << "Line 1 - c 的值是 " << c << endl ;
     
       c = a | b;             // 61 = 0011 1101
       cout << "Line 2 - c 的值是 " << c << endl ;
     
       c = a ^ b;             // 49 = 0011 0001
       cout << "Line 3 - c 的值是 " << c << endl ;
     
       c = ~a;                // -61 = 1100 0011
       cout << "Line 4 - c 的值是 " << c << endl ;
     
       c = a << 2;            // 240 = 1111 0000
       cout << "Line 5 - c 的值是 " << c << endl ;
     
       c = a >> 2;            // 15 = 0000 1111
       cout << "Line 6 - c 的值是 " << c << endl ;
     
       return 0;
    }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生以下结果：

Line 1 - c 的值是 12
    Line 2 - c 的值是 61
    Line 3 - c 的值是 49
    Line 4 - c 的值是 -61
    Line 5 - c 的值是 240
    Line 6 - c 的值是 15

## 赋值运算符 ##

下表列出了 C++ 支持的赋值运算符：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>运算符</th> 
   <th>描述</th> 
   <th>实例</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>=</td> 
   <td>简单的赋值运算符，把右边操作数的值赋给左边操作数</td> 
   <td>C = A + B 将把 A + B 的值赋给 C</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>+=</td> 
   <td>加且赋值运算符，把右边操作数加上左边操作数的结果赋值给左边操作数</td> 
   <td>C += A 相当于 C = C + A</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-=</td> 
   <td>减且赋值运算符，把左边操作数减去右边操作数的结果赋值给左边操作数</td> 
   <td>C -= A 相当于 C = C - A</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>*=</td> 
   <td>乘且赋值运算符，把右边操作数乘以左边操作数的结果赋值给左边操作数</td> 
   <td>C *= A 相当于 C = C * A</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>/=</td> 
   <td>除且赋值运算符，把左边操作数除以右边操作数的结果赋值给左边操作数</td> 
   <td>C /= A 相当于 C = C / A</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>%=</td> 
   <td>求模且赋值运算符，求两个操作数的模赋值给左边操作数</td> 
   <td>C %= A 相当于 C = C % A</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&lt;&lt;=</td> 
   <td>左移且赋值运算符</td> 
   <td>C &lt;&lt;= 2 等同于 C = C &lt;&lt; 2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&gt;&gt;=</td> 
   <td>右移且赋值运算符</td> 
   <td>C &gt;&gt;= 2 等同于 C = C &gt;&gt; 2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&amp;=</td> 
   <td>按位与且赋值运算符</td> 
   <td>C &amp;= 2 等同于 C = C &amp; 2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>^=</td> 
   <td>按位异或且赋值运算符</td> 
   <td>C ^= 2 等同于 C = C ^ 2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>|=</td> 
   <td>按位或且赋值运算符</td> 
   <td>C |= 2 等同于 C = C | 2</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 实例 ###

请看下面的实例，了解 C++ 中可用的赋值运算符。

复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。

#include <iostream>
    using namespace std;
     
    int main()
    {
       int a = 21;
       int c ;
     
       c =  a;
       cout << "Line 1 - =  运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
     
       c +=  a;
       cout << "Line 2 - += 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
     
       c -=  a;
       cout << "Line 3 - -= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
     
       c *=  a;
       cout << "Line 4 - *= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
     
       c /=  a;
       cout << "Line 5 - /= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
     
       c  = 200;
       c %=  a;
       cout << "Line 6 - %= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
     
       c <<=  2;
       cout << "Line 7 - <<= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
     
       c >>=  2;
       cout << "Line 8 - >>= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
     
       c &=  2;
       cout << "Line 9 - &= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
     
       c ^=  2;
       cout << "Line 10 - ^= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
     
       c |=  2;
       cout << "Line 11 - |= 运算符实例，c 的值 = : " <<c<< endl ;
     
       return 0;
    }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生以下结果：

Line 1 - =  运算符实例，c 的值 = 21
    Line 2 - += 运算符实例，c 的值 = 42
    Line 3 - -= 运算符实例，c 的值 = 21
    Line 4 - *= 运算符实例，c 的值 = 441
    Line 5 - /= 运算符实例，c 的值 = 21
    Line 6 - %= 运算符实例，c 的值 = 11
    Line 7 - <<= 运算符实例，c 的值 = 44
    Line 8 - >>= 运算符实例，c 的值 = 11
    Line 9 - &= 运算符实例，c 的值 = 2
    Line 10 - ^= 运算符实例，c 的值 = 0
    Line 11 - |= 运算符实例，c 的值 = 2

## 杂项运算符 ##

下表列出了 C++ 支持的其他一些重要的运算符。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>运算符</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>sizeof</td> 
   <td><a href="https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-sizeof-operator.html" rel="nofollow">sizeof 运算符</a>返回变量的大小。例如，sizeof(a) 将返回 4，其中 a 是整数。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Condition ? X : Y</td> 
   <td><a href="https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-conditional-operator.html" rel="nofollow">条件运算符</a>。如果 Condition 为真 ? 则值为 X : 否则值为 Y。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>,</td> 
   <td><a href="https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-comma-operator.html" rel="nofollow">逗号运算符</a>会顺序执行一系列运算。整个逗号表达式的值是以逗号分隔的列表中的最后一个表达式的值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>.（点）和 -&gt;（箭头）</td> 
   <td><a href="https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-member-operators.html" rel="nofollow">成员运算符</a>用于引用类、结构和共用体的成员。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Cast</td> 
   <td><a href="https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-casting-operators.html" rel="nofollow">强制转换运算符</a>把一种数据类型转换为另一种数据类型。例如，int(2.2000) 将返回 2。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&amp;</td> 
   <td><a href="https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-pointer-operators.html" rel="nofollow">指针运算符 &amp;</a> 返回变量的地址。例如 &amp;a; 将给出变量的实际地址。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>*</td> 
   <td><a href="https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-pointer-operators.html" rel="nofollow">指针运算符 *</a> 指向一个变量。例如，*var; 将指向变量 var。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## C++ 中的运算符优先级 ##

运算符的优先级确定表达式中项的组合。这会影响到一个表达式如何计算。某些运算符比其他运算符有更高的优先级，例如，乘除运算符具有比加减运算符更高的优先级。

例如 x = 7 + 3 \* 2，在这里，x 被赋值为 13，而不是 20，因为运算符 \* 具有比 + 更高的优先级，所以首先计算乘法 3\*2，然后再加上 7。

下表将按运算符优先级从高到低列出各个运算符，具有较高优先级的运算符出现在表格的上面，具有较低优先级的运算符出现在表格的下面。在表达式中，较高优先级的运算符会优先被计算。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>类别&nbsp;</th> 
   <th>运算符&nbsp;</th> 
   <th>结合性&nbsp;</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>后缀&nbsp;</td> 
   <td>() [] -&gt; . ++ - - &nbsp;</td> 
   <td>从左到右&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>一元&nbsp;</td> 
   <td>+ - ! ~ ++ - - (type)* &amp; sizeof&nbsp;</td> 
   <td>从右到左&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>乘除&nbsp;</td> 
   <td>* / %&nbsp;</td> 
   <td>从左到右&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>加减&nbsp;</td> 
   <td>+ -&nbsp;</td> 
   <td>从左到右&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>移位&nbsp;</td> 
   <td>&lt;&lt; &gt;&gt;&nbsp;</td> 
   <td>从左到右&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>关系&nbsp;</td> 
   <td>&lt; &lt;= &gt; &gt;=&nbsp;</td> 
   <td>从左到右&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>相等&nbsp;</td> 
   <td>== !=&nbsp;</td> 
   <td>从左到右&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>位与 AND&nbsp;</td> 
   <td>&amp;&nbsp;</td> 
   <td>从左到右&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>位异或 XOR&nbsp;</td> 
   <td>^&nbsp;</td> 
   <td>从左到右&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>位或 OR&nbsp;</td> 
   <td>|&nbsp;</td> 
   <td>从左到右&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>逻辑与 AND&nbsp;</td> 
   <td>&amp;&amp;&nbsp;</td> 
   <td>从左到右&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>逻辑或 OR&nbsp;</td> 
   <td>||&nbsp;</td> 
   <td>从左到右&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>条件&nbsp;</td> 
   <td>?:&nbsp;</td> 
   <td>从右到左&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>赋值&nbsp;</td> 
   <td>= += -= *= /= %=&gt;&gt;= &lt;&lt;= &amp;= ^= |=&nbsp;</td> 
   <td>从右到左&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>逗号&nbsp;</td> 
   <td>,&nbsp;</td> 
   <td>从左到右&nbsp;</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 实例 ###

请看下面的实例，了解 C++ 中运算符的优先级。

复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。

对比有括号和没有括号时的区别，这将产生不同的结果。因为 ()、 /、 \* 和 + 有不同的优先级，高优先级的操作符将优先计算。

#include <iostream>
    using namespace std;
     
    int main()
    {
       int a = 20;
       int b = 10;
       int c = 15;
       int d = 5;
       int e;
     
       e = (a + b) * c / d;      // ( 30 * 15 ) / 5
       cout << "(a + b) * c / d 的值是 " << e << endl ;
     
       e = ((a + b) * c) / d;    // (30 * 15 ) / 5
       cout << "((a + b) * c) / d 的值是 " << e << endl ;
     
       e = (a + b) * (c / d);   // (30) * (15/5)
       cout << "(a + b) * (c / d) 的值是 " << e << endl ;
     
       e = a + (b * c) / d;     //  20 + (150/5)
       cout << "a + (b * c) / d 的值是 " << e << endl ;
      
       return 0;
    }

运行结果如下：

(a + b) * c / d 的值是 90
    ((a + b) * c) / d 的值是 90
    (a + b) * (c / d) 的值是 90
    a + (b * c) / d 的值是 50