初学C语言基本运算和表达式

初学C语言基本运算和表达式攻略

C语言是一门计算机编程语言，基本运算和表达式是C语言编程中的基础知识点。在学习这一部分内容时，需要掌握以下知识点：

• 基本运算符
• 表达式的运算顺序
• 数据类型的转换

下面我们来一步步了解这些知识点。

基本运算符

在C语言中，基本运算符包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符和位运算符。

算术运算符

算术运算符包括加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）和取模（%）。其中加减乘除的用法都很简单，在此不再赘述，下面介绍一下取模运算符。

取模运算符用于求余数，例如：7 % 3 的结果为 1，表示 7 除以 3 得余数 1。

关系运算符

关系运算符用于比较两个值的大小关系，包括等于（==）、不等于（!=）、大于（>）、小于（<）、大于等于（>=）和小于等于（<=）。

逻辑运算符

逻辑运算符包括与（&&）、或（||）和非（!）三种。其中与和或的含义和日常生活中一样，非则是反转运算结果。

位运算符

位运算符是对二进制数据进行的运算，包括按位取反（~）、按位与（&）、按位或（|）、按位异或（^）和左右移动（<<、>>）。

表达式的运算顺序

当表达式中包含多个运算符时，需要注意它们的优先级和结合性。

优先级是指哪个运算符先执行，结合性是指同一级别的运算符的计算顺序。

下表是C语言中运算符的优先级和结合性，优先级从高到低排列：

运算符	描述	结合性
()	括号	左
[]、.、->	数组、结构体的成员	左
++、--	前缀自增自减、后缀自增自减	左
+、-	正负号	右
!、~	非	右
*、/、%	乘、除、求余	左
+、-	加、减	左
<<、>>	左右移	左
<、<=、>、>=	关系运算符	左
==、!=	相等、不等	左
&	按位与	左
^	按位异或	左
|	按位或	左
&&	逻辑与	左
||	逻辑或	左
?:	三元运算符	右
=、+=、-=	赋值运算符	右

需要注意的是，对于同一级别的运算符，C语言中的计算顺序通常是从左到右。

数据类型的转换

在进行基本运算和表达式计算时，需要注意数据类型的转换。C语言数据类型的转换可以分为自动类型转换和强制类型转换。

自动类型转换

当两种不同数据类型的值在表达式中同时出现时，需要进行自动类型转换，以使它们的类型相同。C语言自动类型转换的规则如下：

• 如果两个值类型不同，会先将其中一种值转换为另一种值的类型，然后再进行运算。
• 转换的过程中，将低位数据类型自动转换成高位数据类型。
• 整形类型和浮点类型同时出现时，整形类型会自动转换成浮点类型。
• char类型和short类型会先自动转换成int类型再进行运算。

强制类型转换

强制类型转换是将一个数据类型强制转换成另一种数据类型。强制类型转换可以使用类型转换符（type cast operator）进行，类型转换符是一对括号，括号里放上需要转换成的数据类型，例如：int a = (int)1.23; 表示将 1.23 转换成 int 类型。

需要注意的是，强制类型转换可能会导致精度损失和数据溢出等问题，因此在进行强制类型转换时需要格外小心。

示例说明

示例一：算术运算符的使用

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a = 3, b = 4;
    printf("a + b = %d\n", a + b);      // 7
    printf("a - b = %d\n", a - b);      // -1
    printf("a * b = %d\n", a * b);      // 12
    printf("a / b = %d\n", a / b);      // 0
    printf("a %% b = %d\n", a % b);     // 3
    return 0;
}

在这个示例中，定义了两个整数 a 和 b，并使用了加、减、乘、除和取模等算术运算符对它们进行了运算，并使用 printf 函数输出了运算结果。

示例二：类型转换的注意事项

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a = 10, b = 3;
    float c = 1.5, d = 2.5;
    printf("a / b = %d\n", a / b);      // 3
    printf("c + d = %f\n", c + d);      // 4.000000
    printf("a / c = %f\n", a / c);      // 6.666667
    printf("a / (int)c = %d\n", a / (int)c);  // 6
    printf("a + c = %f\n", a + c);      // 11.500000
    return 0;
}

在这个示例中，定义了几个变量，包括整型变量 a 和 b，浮点型变量 c 和 d。在表达式中，可能会出现整型型和浮点型相互调用的情况，需要注意数据类型的转换问题。例如，在 a / c 中，c 会自动转换成 float 类型，a 也会自动转换成 float 类型，导致结果是浮点型，这与预期的结果不同，需要使用强制类型转换 (int)c 将 c 转换成整数类型。