C之旅（一）運算子——優先順序，結合性和求值順序

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本節主要講基本運算子的優先順序，結合性和求值順序。
先看一個運算式- (1 + 2) * 3 + (4 + 5 * (6 + 7 ))
記住你對它的運算過程，看完下面的內容之後，也許你會用不同的方式來看待這個運算式。

基本運算子 = + - * /

C中沒有指數運算。
運算子操作的是運算元，運算元就是放在運算子兩側的東西。

(1) 賦值運算子 =

year = 2016; 讀作將值2016賦給year，而非year等於2016。
=將2016賦給變數year，是從右至左的，即=具有右結合性。
2016 = year; 這種寫法是錯誤的，不能給常量賦值。
那麼，=的左邊應該放什麼樣的對象？
答案是必須是一個儲存位置。year是一個變數名，代表的是一個地址，這裡可以儲存值。
year可以被賦值，我們稱這類可以被賦值的實體為可修改的左值。
右值指可以賦給可修改的左值的量，當然，右值就不必在乎可不可以修改了。

=運算子的運算元有哪些呢？

(2)加法運算子 +

+將兩側的值加到一起。
+的運算元可以是變數也可以是常量。

(3)減法運算子 –

-從它前面的數減去它後面的數。
-的運算元可以是變數也可以是常量。

(4)符號運算子 + -

先看一個運算式：
-(1990 - 2016)
第一個減號-和第二個減號-含義相同嗎？
答案是不相同。
+ - 作用於兩個運算元時稱為二元算數運算子，當它們作用於一個運算元時，稱為一元符號運算子。
-作用於一個運算元時，用於指示或改變其代數符號。
一元運算子+在C90標準才加進C中，這之前是不允許+1990這種語句的。一元運算子+不改變它的運算元的值或符號。

(5)乘法運算子 *

*將左右兩個運算元相乘。
*的運算元可以是變數也可以是常量。

(6)除法運算子 /

在講前面的運算子時，為什麼一直強它們調運算元呢?因為有些運算子不能作用於某些類型，也有些運算子作用於不同的運算元結果不同。
/左邊的值被右邊的值除。
/作用於浮點數，結果為浮點數，如2.0/3.0的結果為0.666667（為什麼不是0.666666？）
/作用於整型數，結果為整數，如2/3的結果為0，而不是0.6或0.7，因為自從C99之後，整數除法採用了趨零截尾的方式，直接截掉小數點後的數字。
2.0/3.0， 2/3結果都可知了，那麼2.0/3或2/3.0的結果是什嗎？
先有一個這樣的意識，如果算術運算子兩側運算元的類型不同，會引起類型轉換。
2.0/3或2/3.0中，首先將整型值提升為浮點型，然後再做除法運算，結果為0.666667（為什麼不是0.666666？）

 

既然是趨零結尾，那麼C中怎麼實現四捨五入呢？

可以巧妙的利用趨零結尾的方式，對正數a用(int)(a+0.5)方式，對負數a用(int)(a-0.5)的方式。

 

(7)運算子的優先順序，優先順序和求值順序

下面運算式的結果是什嗎？運算順序是怎樣的？
- (1 + 2) * 3 + (4 + 5 * (6 + 7 ))

按照我們正常計算的思維，會先算2*3，第一個加號之前的結果為-6，然後再算後面括弧裡運算式的值。

 

在計算上面的運算式之前，我們先來看一個簡單的運算式，來解釋一些概念。
2*3+4*5
想一下，在你剛剛計算的時候，什麼時候用到了優先順序？
當兩個運算子共用同一個運算元的時，優先順序決定了求值順序。2*3+4*5中，4為+和*共用，優先順序就規定先對4進行乘法運算，這保證兩個*運算在+運算之前進行，在2*3+4*5這個運算式中，優先順序的作用到此為止了。

接著考慮，2*3和4*5先計算哪個？
你可能會認為是先計算2*3，理由是加法運算子+的結合性。+作為二元運算子時，結合性是從左至右，所以先計算+的左邊，再計算右邊。如果你這樣想，就對結合性理解有誤了。

什麼是運算子的結合性？
我們看錶達式2*3+4*5-6*7，乘法運算過後，運算式簡化為6 + 20 - 42，這時應該先計算6+20，再計算26-42，因為有相同優先順序的+和-共用同一運算元20，所以+發揮了結合性的作用。記住，結合性適合於共用同一運算元的運算子（注意與優先順序的作用進行區分）。在2*3+4*5中，兩個*不共用同一運算元，而且先進行乘法運算，簡化為6+20之後，沒有運算元是共用的。所以上邊的想法就有誤了。

先計算哪個乘法？
2*3+4*5中，到底先進行哪個乘法運算呢？答案是不確定，看具體的實現，由設計者決定。特別需要注意的是，優先順序只保證乘法在加法前進行，並不確定兩個乘法哪個先進行。

 

瞭解了上面的概念，現在我們來看錶達式
- (1 + 2) * 3 + (4 + 5 * (6 + 7 ))
根據優先順序，先計算圓括弧裡的運算式，這裡面有三個圓括弧()，先計算哪個呢？
可以確定的是紅色括弧裡的運算式在綠色括弧裡進行，但藍色括弧和綠色括弧之間誰先被運算，依賴於實現。
注意，前半部分(1+2)運算完之後是-3*3，然後第一個3和它前面的一元符號運算子結合為-3，然後再乘以3。

C之旅（一）運算子——優先順序，結合性和求值順序