zerglurker的C語言教程009——運算子詳解（一）

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在之前幾節我們講過資料類型、講過函數、講過代碼執行順序以及一些添加簡單函數的方法。

這一節我們將著重講講運算子。包括運算子的含義以及優先順序的概念

在C語言中，以下運算子是被公認的：

C/C++語言運算子詳解

優先順序	運算子	名稱以及含義	運算目	使用樣本	結合方向	可否重載	附加說明
無	()	圓括弧	單目	(運算式)	無	否	括弧內的表達永遠先計算
無	dynamic_cast<>()	類型動態轉化	單目	dynamic_cast<目標類型>(源)	無	否	C++專有，不能轉換返回空
無	static_cast<>()	類型靜態轉化	單目	static_cast<目標類型>(源)	無	否	C++專有，不檢測轉換【注1】
無	reinterpret_cast<>()	類型解讀轉化	單目	reinterpret_cast<目標類型>(源)	無	否	C++專有，強制轉換【注1】
無	const_cast<>()	去常量轉化	單目	const_cast<目標類型>(源)	無	否	C++專有，可將常量轉非常量
0	::	範圍解析	雙目	網域名稱::目標名	從左向右	否	C++專有
1	[]	下標運算子	雙目	數組名[運算式]	從左向右	可	兩種語言都有
1	()	函數調用	雙目	函數名(參數)	從左向右	可	兩種語言都有
1	.	對象成員選擇	雙目	對象.成員	從左向右	否	兩種語言都有
1	->	指標成員選擇	雙目	對象指標->成員	從左向右	否	兩種語言都有
1	{}	組合運算	未知	{語句1;語句2;…語句n;}	從左向右	否	兩種語言都有
2	++	自增運算	單目	變數++ ++變數【注2】	從左向右 從右向左	可	兩種語言都有
2	--	自減運算	單目	變數-- --變數【注2】	從左向右 從右向左	可	兩種語言都有
2	+	正號	單目	+變數	從右向左	可	兩種語言都有
2	-	負號	單目	-變數	從右向左	可	兩種語言都有
2	!	邏輯非	單目	!運算式	從右向左	可	兩種語言都有
2	~	按位取反	單目	~變數	從右向左	可	兩種語言都有
2	*	指標解引用	單目	*指標	從右向左	可	兩種語言都有
2	&	取地址	單目	&變數	從右向左	可	兩種語言都有
2	(類型)	強制類型轉換	單目	(類型)源	從右向左	可	兩種語言都有
2	sizeof	擷取變數佔用 空間大小記憶體	單目	sizeof(源)	從右向左	否	兩種語言都有
2	new/new[]	分配記憶體	單目	new 類型名 或 new[]類型名	從右向左	可	C++專有
2	delete/delete[]	釋放記憶體	單目	delete 指標 或者 delete[]指標	從右向左	可	C++專有
3	.*	成員對象選擇	雙目	對象.*成員名 或 對象.*成員指標	從左至右	可	C++專有
3	->*	成員指標選擇	雙目	對象指標->*成員名 或 對象指標->.*成員指標	從左至右	可	C++專有
4	*	乘法	雙目	變數1*變數2	從左至右	可	兩種語言都有
4	/	除法	雙目	變數1/變數2	從左至右	可	兩種語言都有
4	%	取餘	雙目	變數1%變數2	從左至右	可	兩種語言都有
5	+	加法	雙目	變數1+變數2	從左至右	可	兩種語言都有
5	-	減法	雙目	變數1-變數2	從左至右	可	兩種語言都有
6	<<	按位左移	雙目	變數1<<變數2	從左至右	可	兩種語言都有
6	>>	按位右移	雙目	變數1>>變數2	從左至右	可	兩種語言都有
7	<	小於	雙目	變數1<變數2	從左至右	可	兩種語言都有
7	<=	不大於	雙目	變數1<=變數2	從左至右	可	兩種語言都有
7	>	大於	雙目	變數1>變數2	從左至右	可	兩種語言都有
7	>=	不小於	雙目	變數1>=變數2	從左至右	可	兩種語言都有
8	==	邏輯等	雙目	變數1==變數2	從左至右	可	兩種語言都有
8	!=	不等於	雙目	變數1 != 變數2	從左至右	可	兩種語言都有
9	&	與運算	雙目	變數1&變數2	從左至右	可	兩種語言都有
10	^	異或運算	雙目	變數1^變數2	從左至右	可	兩種語言都有
11	|	或運算	雙目	變數1|變數2	從左至右	可	兩種語言都有
12	&&	邏輯與	雙目	變數1&&變數2	從左至右	可	兩種語言都有
13	||	邏輯或	雙目	變數1||變數2	從左至右	可	兩種語言都有
14	?:	條件運算	三目	變數1?變數2:變數3	從右至左	否	兩種語言都有
15	=	賦值	雙目	變數1=變數2	從右至左	可	兩種語言都有
15	+=	加後賦值	雙目	變數1+=變數2	從右至左	可	兩種語言都有
15	-=	減後賦值	雙目	變數1-=變數2	從右至左	可	兩種語言都有
15	*=	乘後賦值	雙目	變數1*=變數2	從右至左	可	兩種語言都有
15	/=	除後賦值	雙目	變數1/=變數2	從右至左	可	兩種語言都有
15	%=	餘後賦值	雙目	變數1 %= 變數2	從右至左	可	兩種語言都有
15	<<=	左移賦值	雙目	變數1 <<= 變數2	從右至左	可	兩種語言都有
15	>>=	右移賦值	雙目	變數1 >>= 變數2	從右至左	可	兩種語言都有
15	&=	與後賦值	雙目	變數1 &= 變數2	從右至左	可	兩種語言都有
15	^=	異或賦值	雙目	變數1 ^= 變數2	從右至左	可	兩種語言都有
15	|=	或後賦值	雙目	變數1 |= 變數2	從右至左	可	兩種語言都有
16	throw	拋異常	單目	throw 變數1	從右至左	否	C++專有
17	,	逗號運算	雙目	變數1,變數2	從左至右	可	兩種語言都有

注1： reinterpret_cast<>()和static_cast<>()貌似都是強制轉換，但是兩者是不同的

觀察下面的代碼：

class A {public:A(){ m_a = 1; }int m_a;};class B {public:B(){ m_b = 2; }int m_b;};class C : public A, public B {};void OperatorPriority(){C c;printf("%p, %p, %p\n", &c, reinterpret_cast<B*>(&c), static_cast <B*>(&c));B* b1 = &c, *b2 = reinterpret_cast<B*>(&c), *b3 = static_cast <B*>(&c);printf("%d, %d, %d\n", b1->m_b, b2->m_b, b3->m_b);}

執行OperatorPriority()函數後，輸出結果如下：

這是什麼意思？

這說明在轉換的時候reinterpret_cast<>()是無腦轉換，完全不管前因後果，進行強制轉換

而static_cast<>()會先嘗試匹配一下，能匹配則會做出處理，否則則進行強制轉換

所以m_b static_cast<>()會輸出正確值，而reinterpret_cast<>()會給出一個錯誤值

但是為什麼強制類型轉換又可以正確輸出m_b呢？這就涉及到c++的多態特性，以後我會講到的。這裡只討論運算子，不做深入講解。

注2：首碼自增/減運算 和 尾碼自增/減運算

首碼自增/減 是這樣的 ++變數 --變數

尾碼自增/減 是這樣的 變數++ 變數--

有很多資料說尾碼自增/減運算 優先順序高於首碼

這個說得太簡單，實際情況非常複雜（也就是說這種說法完全是拍腦袋，沒有實踐的扯淡！）

首先，來看代碼：

從上面的代碼可以很明顯的看出，如果認為尾碼自增運算有所謂的高優先順序，那麼完全就說不通

首先++a--;語句根本就是個語法錯誤！首碼和尾碼運算子不能同時進行，所以也無法比較他們的優先順序。

不過這不能說明網上的優先順序說明是錯誤的，因為我們可以拿它們同級的其他運算子進行比較

注意test002函數 ！運算是和首碼自增運算同級的運算子，按理說應該是先計算尾碼自增然後再計算非，

這樣就應該等價於a=!(a++) 即結果應該為0 。但是為什麼輸出的卻是1呢？

答案很複雜。上面真實的運算是這樣進行：

先計算計算a++ 即0++=1 儲存結果到a 然後按照a=0計算!a即 !0=1，再次儲存結果到a 導致的結果就是a最後變成了1

下面是該代碼的反組譯碼

a = !a++;00113EBD 8B 45 F8             mov         eax,dword ptr [a]  00113EC0 89 85 30 FF FF FF    mov         dword ptr [ebp-0D0h],eax  00113EC6 8B 4D F8             mov         ecx,dword ptr [a]  00113EC9 83 C1 01             add         ecx,1  00113ECC 89 4D F8             mov         dword ptr [a],ecx  00113ECF 83 BD 30 FF FF FF 00 cmp         dword ptr [ebp-0D0h],0  00113ED6 75 0C                jne         main+0B4h (0113EE4h)  00113ED8 C7 85 2C FF FF FF 01 00 00 00 mov         dword ptr [ebp-0D4h],1  00113EE2 EB 0A                jmp         main+0BEh (0113EEEh)  00113EE4 C7 85 2C FF FF FF 00 00 00 00 mov         dword ptr [ebp-0D4h],0  00113EEE 8B 95 2C FF FF FF    mov         edx,dword ptr [ebp-0D4h]  00113EF4 89 55 F8             mov         dword ptr [a],edx

從表面上看，尾碼++好像是優先運算的。但是我們不能只關注這點，而是要關注它對結果的影響
運算並不是先計算的就是高優先順序的——如果該運算更不不能影響結果
這個運算式的運算a++的結果是被捨棄了，也就是!運算子屏蔽了尾碼++！！！

是不是感覺邏輯有點亂？沒有關係，我們再看其他函數，這樣你就會更加淩亂！

看函數test003 test004

003的計算是這樣進行的：先計算a+a 即 0+0 得到0，再計算自增 即0++ 得到1 。最後進行賦值，取a++的值1

下面是實際的計算過程

00DD3E55 8B 45 F8             mov         eax,dword ptr [a]  00DD3E58 03 45 F8             add         eax,dword ptr [a]  00DD3E5B 89 45 F8             mov         dword ptr [a],eax  00DD3E5E 8B 4D F8             mov         ecx,dword ptr [a]  00DD3E61 83 C1 01             add         ecx,1  00DD3E64 89 4D F8             mov         dword ptr [a],ecx 

也就是說，這裡先計算了a+a，然後才計算的a++

這不是說明+運算子的優先順序高於尾碼++嗎！！

004的計算是這樣進行的：先計算2+a 即2+0 得到2，再計算自增，即2++，得到3

01383E89 8B 45 F8             mov         eax,dword ptr [a]  01383E8C 83 C0 02             add         eax,2  01383E8F 89 45 F8             mov         dword ptr [a],eax  01383E92 8B 4D F8             mov         ecx,dword ptr [a]  01383E95 83 C1 01             add         ecx,1  01383E98 89 4D F8             mov         dword ptr [a],ecx 

得到同樣的邏輯結果 +運算子優先順序高於尾碼++

現在我們來總結一下：

尾碼運算子 和!運算子在一起的時候，尾碼運算子會被屏蔽

尾碼運算子和+-*/等運算子在一起的時候，先計算其他，再計算自增

現在你是不是已經徹底糊塗了？

很好，這樣就對了。

因為我們現在得到一個結論：

1 那些所謂的優先順序，全部是扯淡，千萬不要指望優先順序能夠完全按照你的預想來執行

2 請用圓括弧安排好優先順序——只有這個是唯一可靠的夥伴！

下一節開始我將逐個對運算子進行分析和講解，敬請期待……

zerglurker的C語言教程009——運算子詳解（一）