開心檔之C++ 運算子
運算子是一種告訴編譯器執行特定的數學或邏輯操作的符號。C++ 內建了豐富的運算子，並提供了以下型別的運算子：
- 算術運算子
- 關係運算子
- 邏輯運算子
- 位運算子
- 賦值運算子
- 雜項運算子
本章將逐一介紹算術運算子、關係運算子、邏輯運算子、位運算子、賦值運算子和其他運算子。
下表顯示了 C++ 支援的算術運算子。
假設變數 A 的值為 10，變數 B 的值為 20，則：
| 運算子 | 描述 | 例項 |
|---|---|---|
| + | 把兩個運算元相加 | A + B 將得到 30 |
| - | 從第一個運算元中減去第二個運算元 | A - B 將得到 -10 |
| * | 把兩個運算元相乘 | A * B 將得到 200 |
| / | 分子除以分母 | B / A 將得到 2 |
| % | 取模運算子，整除後的餘數 | B % A 將得到 0 |
| ++ | ，整數值增加 1 | A++ 將得到 11 |
| -- | ，整數值減少 1 | A-- 將得到 9 |
請看下面的例項，瞭解 C++ 中可用的算術運算子。
複製並貼上下面的 C++ 程式到 test.cpp 檔案中，編譯並執行程式。
#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; // 測試自增、自減
c = d++;
cout << "Line 6 - c 的值是 " << c << endl ;
d = 10; // 重新賦值
c = d--;
cout << "Line 7 - c 的值是 " << c << endl ;
return 0;
}
當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生以下結果：
Line 1 - c 的值是 31Line 2 - c 的值是 11Line 3 - c 的值是 210Line 4 - c 的值是 2Line 5 - c 的值是 1Line 6 - c 的值是 10Line 7 - c 的值是 10
下表顯示了 C++ 支援的關係運算子。
假設變數 A 的值為 10，變數 B 的值為 20，則：
| 運算子 | 描述 | 例項 |
|---|---|---|
| == | 檢查兩個運算元的值是否相等，如果相等則條件為真。 | (A == B) 不為真。 |
| != | 檢查兩個運算元的值是否相等，如果不相等則條件為真。 | (A != B) 為真。 |
| > | 檢查左運算元的值是否大於右運算元的值，如果是則條件為真。 | (A > B) 不為真。 |
| < | 檢查左運算元的值是否小於右運算元的值，如果是則條件為真。 | (A < B) 為真。 |
| >= | 檢查左運算元的值是否大於或等於右運算元的值，如果是則條件為真。 | (A >= B) 不為真。 |
| <= | 檢查左運算元的值是否小於或等於右運算元的值，如果是則條件為真。 | (A <= B) 為真。 |
請看下面的例項，瞭解 C++ 中可用的關係運算子。
複製並黏貼下面的 C++ 程式到 test.cpp 檔案中，編譯並執行程式。
#include <iostream>using namespace std;
int main(){ int a = 21; int b = 10; int c ;
if( a == b )
{
cout << "Line 1 - a 等於 b" << endl ;
} else
{
cout << "Line 1 - a 不等於 b" << endl ;
} if ( a < b )
{
cout << "Line 2 - a 小於 b" << endl ;
} else
{
cout << "Line 2 - a 不小於 b" << endl ;
} if ( a > b )
{
cout << "Line 3 - a 大於 b" << endl ;
} else
{
cout << "Line 3 - a 不大於 b" << endl ;
} /* 改變 a 和 b 的值 */
a = 5;
b = 20; if ( a <= b )
{
cout << "Line 4 - a 小於或等於 b" << endl ;
} if ( b >= a )
{
cout << "Line 5 - b 大於或等於 a" << endl ;
} return 0;
}
當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生以下結果：
Line 1 - a 不等於 bLine 2 - a 不小於 bLine 3 - a 大於 bLine 4 - a 小於或等於 bLine 5 - b 大於或等於 a
下表顯示了 C++ 支援的關係邏輯運算子。
假設變數 A 的值為 1，變數 B 的值為 0，則：
| 運算子 | 描述 | 例項 |
|---|---|---|
| && | 稱為邏輯與運算子。如果兩個運算元都 true，則條件為 true。 | (A && B) 為 false。 |
| || | 稱為邏輯或運算子。如果兩個運算元中有任意一個 true，則條件為 true。 | (A || B) 為 true。 |
| ! | 稱為邏輯非運算子。用來逆轉運算元的邏輯狀態，如果條件為 true 則邏輯非運算子將使其為 false。 | !(A && B) 為 true。 |
請看下面的例項，瞭解 C++ 中可用的邏輯運算子。
複製並黏貼下面的 C++ 程式到 test.cpp 檔案中，編譯並執行程式。
#include <iostream>using namespace std;
int main(){ int a = 5; int b = 20; int c ;
if ( a && b )
{
cout << "Line 1 - 條件為真"<< endl ;
} if ( a || b )
{
cout << "Line 2 - 條件為真"<< endl ;
} /* 改變 a 和 b 的值 */
a = 0;
b = 10; if ( a && b )
{
cout << "Line 3 - 條件為真"<< endl ;
} else
{
cout << "Line 4 - 條件不為真"<< endl ;
} if ( !(a && b) )
{
cout << "Line 5 - 條件為真"<< endl ;
} return 0;
}
當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生以下結果：
Line 1 - 條件為真 Line 2 - 條件為真 Line 4 - 條件不為真 Line 5 - 條件為真
位運算子作用於位，並逐位執行操作。&、 | 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 |
假設如果 A = 60，且 B = 13，現在以二進位制格式表示，它們如下所示：
A = 0011 1100
B = 0000 1101
A&B = 0000 1100
A|B = 0011 1101
A^B = 0011 0001
~A = 1100 0011
下表顯示了 C++ 支援的位運算子。假設變數 A 的值為 60，變數 B 的值為 13，則：
| 運算子 | 描述 | 例項 |
|---|---|---|
| & | 按位與操作，按二進位制位進行"與"運算。運算規則：
0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1; |
(A & B) 將得到 12，即為 0000 1100 |
| | | 按位或運算子，按二進位制位進行"或"運算。運算規則：
0|0=0; 0|1=1; 1|0=1; 1|1=1; |
(A | B) 將得到 61，即為 0011 1101 |
| ^ | 異或運算子，按二進位制位進行"異或"運算。運算規則：
0^0=0; 0^1=1; 1^0=1; 1^1=0; |
(A ^ B) 將得到 49，即為 0011 0001 |
| ~ | 取反運算子，按二進位制位進行"取反"運算。運算規則：
~1=-2; ~0=-1; |
(~A ) 將得到 -61，即為 1100 0011，一個有符號二進位制數的補碼形式。 |
| << | 二進位制左移運算子。將一個運算物件的各二進位制位全部左移若干位（左邊的二進位制位丟棄，右邊補0）。 | A << 2 將得到 240，即為 1111 0000 |
| >> | 二進位制右移運算子。將一個數的各二進位制位全部右移若干位，正數左補0，負數左補1，右邊丟棄。 | A >> 2 將得到 15，即為 0000 1111 |
請看下面的例項，瞭解 C++ 中可用的位運算子。
複製並黏貼下面的 C++ 程式到 test.cpp 檔案中，編譯並執行程式。
#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;
}
當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生以下結果：
Line 1 - c 的值是 12Line 2 - c 的值是 61Line 3 - c 的值是 49Line 4 - c 的值是 -61Line 5 - c 的值是 240Line 6 - c 的值是 15
下表列出了 C++ 支援的賦值運算子：
| 運算子 | 描述 | 例項 |
|---|---|---|
| = | 簡單的賦值運算子，把右邊運算元的值賦給左邊運算元 | C = A + B 將把 A + B 的值賦給 C |
| += | 加且賦值運算子，把右邊運算元加上左邊運算元的結果賦值給左邊運算元 | C += A 相當於 C = C + A |
| -= | 減且賦值運算子，把左邊運算元減去右邊運算元的結果賦值給左邊運算元 | C -= A 相當於 C = C - A |
| *= | 乘且賦值運算子，把右邊運算元乘以左邊運算元的結果賦值給左邊運算元 | C *= A 相當於 C = C * A |
| /= | 除且賦值運算子，把左邊運算元除以右邊運算元的結果賦值給左邊運算元 | C /= A 相當於 C = C / A |
| %= | 求模且賦值運算子，求兩個運算元的模賦值給左邊運算元 | C %= A 相當於 C = C % A |
| <<= | 左移且賦值運算子 | C <<= 2 等同於 C = C << 2 |
| >>= | 右移且賦值運算子 | C >>= 2 等同於 C = C >> 2 |
| &= | 按位與且賦值運算子 | C &= 2 等同於 C = C & 2 |
| ^= | 按位異或且賦值運算子 | C ^= 2 等同於 C = C ^ 2 |
| |= | 按位或且賦值運算子 | C |= 2 等同於 C = C | 2 |
請看下面的例項，瞭解 C++ 中可用的賦值運算子。
複製並黏貼下面的 C++ 程式到 test.cpp 檔案中，編譯並執行程式。
#include <iostream>using namespace std;
int main()
{
int a = 21;
int c ;
c = a;
cout << "Line 1 - = 運算子例項，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c += a;
cout << "Line 2 - += 運算子例項，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c -= a;
cout << "Line 3 - -= 運算子例項，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c *= a;
cout << "Line 4 - *= 運算子例項，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c /= a;
cout << "Line 5 - /= 運算子例項，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c = 200;
c %= a;
cout << "Line 6 - %= 運算子例項，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c <<= 2;
cout << "Line 7 - <<= 運算子例項，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c >>= 2;
cout << "Line 8 - >>= 運算子例項，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c &= 2;
cout << "Line 9 - &= 運算子例項，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c ^= 2;
cout << "Line 10 - ^= 運算子例項，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c |= 2;
cout << "Line 11 - |= 運算子例項，c 的值 = : " <<c<< endl ;
return 0;
}
當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生以下結果：
Line 1 - = 運算子例項，c 的值 = 21Line 2 - += 運算子例項，c 的值 = 42Line 3 - -= 運算子例項，c 的值 = 21Line 4 - *= 運算子例項，c 的值 = 441Line 5 - /= 運算子例項，c 的值 = 21Line 6 - %= 運算子例項，c 的值 = 11Line 7 - <<= 運算子例項，c 的值 = 44Line 8 - >>= 運算子例項，c 的值 = 11Line 9 - &= 運算子例項，c 的值 = 2Line 10 - ^= 運算子例項，c 的值 = 0Line 11 - |= 運算子例項，c 的值 = 2
下表列出了 C++ 支援的其他一些重要的運算子。
| 運算子 | 描述 |
|---|---|
| sizeof | 返回變數的大小。例如，sizeof(a) 將返回 4，其中 a 是整數。 |
| Condition ? X : Y | 。如果 Condition 為真 ? 則值為 X : 否則值為 Y。 |
| , | 會順序執行一系列運算。整個逗號表示式的值是以逗號分隔的列表中的最後一個表示式的值。 |
| .（點）和 ->（箭頭） | 用於引用類、結構和共用體的成員。 |
| Cast | 把一種資料型別轉換為另一種資料型別。例如，int(2.2000) 將返回 2。 |
| & | 返回變數的地址。例如 &a; 將給出變數的實際地址。 |
| * | 指向一個變數。例如，*var; 將指向變數 var。 |
運算子的優先順序確定表示式中項的組合。這會影響到一個表示式如何計算。某些運算子比其他運算子有更高的優先順序，例如，乘除運算子具有比加減運算子更高的優先順序。
例如 x = 7 + 3 * 2，在這裡，x 被賦值為 13，而不是 20，因為運算子 * 具有比 + 更高的優先順序，所以首先計算乘法 3*2，然後再加上 7。
下表將按運算子優先順序從高到低列出各個運算子，具有較高優先順序的運算子出現在表格的上面，具有較低優先順序的運算子出現在表格的下面。在表示式中，較高優先順序的運算子會優先被計算。
| 類別 | 運算子 | 結合性 |
|---|---|---|
| 字尾 | () [] -> . ++ - - | 從左到右 |
| 一元 | + - ! ~ ++ - - (type)* & sizeof | 從右到左 |
| 乘除 | * / % | 從左到右 |
| 加減 | + - | 從左到右 |
| 移位 | << >> | 從左到右 |
| 關係 | < <= > >= | 從左到右 |
| 相等 | == != | 從左到右 |
| 位與 AND | & | 從左到右 |
| 位異或 XOR | ^ | 從左到右 |
| 位或 OR | | | 從左到右 |
| 邏輯與 AND | && | 從左到右 |
| 邏輯或 OR | || | 從左到右 |
| 條件 | ?: | 從右到左 |
| 賦值 | = += -= *= /= %=>>= <<= &= ^= |= | 從右到左 |
| 逗號 | , | 從左到右 |
請看下面的例項，瞭解 C++ 中運算子的優先順序。
複製並黏貼下面的 C++ 程式到 test.cpp 檔案中，編譯並執行程式。
對比有括號和沒有括號時的區別，這將產生不同的結果。因為 ()、 /、 * 和 + 有不同的優先順序，高優先順序的運算子將優先計算。
#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;
}
當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生以下結果：
(a + b) * c / d 的值是 90((a + b) * c) / d 的值是 90(a + b) * (c / d) 的值是 90a + (b * c) / d 的值是 50
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