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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++ 支持的所有算术运算符。

假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则：

运算符 描述 实例
+ 把两个操作数相加 A + B 将得到 30
- 从第一个操作数中减去第二个操作数 A - B 将得到 -10
* 把两个操作数相乘 A * B 将得到 200
/ 分子除以分母 B / A 将得到 2
% 取模运算符，整除后的余数 B % A 将得到 0
++ 自增运算符，整数值增加 1 A++ 将得到 11
-- 自减运算符，整数值减少 1 A-- 将得到 9

实例

请看下面的实例，了解 C++ 中所有可用的算术运算符。

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 ;
 
    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 ;
    c = a++;
    cout << "Line 6 - c 的值是 " << c << endl ;
    c = a--;
    cout << "Line 7 - c 的值是 " << c << endl ;
    return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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 21
Line 7 - c 的值是 22

关系运算符

下表显示了 C++ 支持的所有关系运算符。

假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则：

运算符 描述 实例
== 检查两个操作数的值是否相等，如果相等则条件为真。 (A == B) 不为真。
!= 检查两个操作数的值是否相等，如果不相等则条件为真。 (A != B) 为真。
> 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。 (A > B) 不为真。
< 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。 (A < B) 为真。
>= 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。 (A >= B) 不为真。
<= 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。 (A <= B) 为真。

实例

请看下面的实例，了解 C++ 中所有可用的关系运算符。

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 b" << endl ;
    }
    return 0; 
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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 b

逻辑运算符

下表显示了 C++ 支持的所有关系逻辑运算符。

假设变量 A 的值为 1，变量 B 的值为 0，则：

运算符 描述 实例
&& 称为逻辑与运算符。如果两个操作数都非零，则条件为真。 (A && B) 为假。
|| 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。 (A || B) 为真。
! 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。 !(A && B) 为真。

实例

请看下面的实例，了解 C++ 中所有可用的逻辑运算符。

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，它会产生下列结果：

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：

p q p & q p | q p ^ q
0 0 0 0 0
0 1 0 1 1
1 1 1 1 0
1 0 0 1 1

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：

运算符 描述 实例
& 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。 (A & B) 将得到 12，即为 0000 1100
| 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。 (A | B) 将得到 61，即为 0011 1101
^ 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。 (A ^ B) 将得到 49，即为 0011 0001
~ 二进制补码运算符是一元运算符，具有"翻转"位效果。 (~A ) 将得到 -61，即为 1100 0011，2 的补码形式，带符号的二进制数。
<< 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。 A << 2 将得到 240，即为 1111 0000
>> 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。 A >> 2 将得到 15，即为 0000 1111

实例

请看下面的实例，了解 C++ 中所有可用的位运算符。

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，它会产生下列结果：

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：

运算符 描述 实例
= 简单的赋值运算符，把右边操作数的值赋给左边操作数 C = A + B 将把 A + B 的值赋给 C
+= 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 C += A 相当于 C = C + A
-= 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 C -= A 相当于 C = C - A
*= 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 C *= A 相当于 C = C * A
/= 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 C /= A 相当于 C = C / A
%= 求模且赋值运算符，求两个操作数的模赋值给左边操作数 C %= A 相当于 C = C % A
<<= 左移且赋值运算符 C <<= 2 等同于 C = C << 2
>>= 右移且赋值运算符 C >>= 2 等同于 C = C >> 2
&= 按位与且赋值运算符 C &= 2 等同于 C = C & 2
^= 按位异或且赋值运算符 C ^= 2 等同于 C = C ^ 2
|= 按位或且赋值运算符 C |= 2 等同于 C = C | 2

实例

请看下面的实例，了解 C++ 中所有可用的赋值运算符。

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，它会产生下列结果：

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。

运算符 描述
sizeof sizeof 运算符返回变量的大小。例如，sizeof(a) 将返回 4，其中 a 是整数。
Condition ? X : Y 条件运算符。如果 Condition 为真 ? 则值为 X : 否则值为 Y。
, 逗号运算符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。
.（点）和 ->（箭头） 成员运算符用于引用类、结构和共用体的成员。
Cast 强制转换运算符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。
& 指针运算符 & 返回变量的地址。例如 &a; 将给出变量的实际地址。
* 指针运算符 * 指向一个变量。例如，*var; 将指向变量 var。

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。

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

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;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

(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


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