引言

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🔔 上一篇：【009】C++数据类型之转义字符和类型转换

一、运算符概述

C++运算符是指用于执行特定操作的符号或符号组合。以下是常见的C++运算符：

1. 算术运算符：加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）、取余（%）等。

2. 比较运算符：等于（==）、不等于（!=）、大于（>）、小于（<）、大于等于（>=）、小于等于（<=）等。

3. 逻辑运算符：与（&&）、或（||）、非（!）等。

4. 位运算符：按位与（&）、按位或（|）、异或（^）、左移（<<）、右移（>>）等。

5. 赋值运算符：赋值（=）、复合赋值（+=、-=、*=、/=、%=、&=、|=、^=、<<=、>>=）等。

6. 条件运算符：条件表达式（? : ）。

7. 逗号运算符：逗号（,）。

8. 成员访问运算符：点（.）、箭头（->）。

9. 自增自减运算符：自增（++）、自减（–）。

10. 类型运算符：sizeof。

11. 强制类型转换运算符：static_cast、reinterpret_cast、dynamic_cast、const_cast。

12. 其他运算符：new、delete、地址运算符（&）、间接寻址运算符（*）、条件编译运算符（#if、#else、#endif）、lambda运算符（[]）等。

用算术运算符将运算对象连接起来的，符合C++语法规则的表达式，称为C++算术表达式，运算对象包括常量、变量、函数返回值等。例如：

特别地：

• 需要一个运算对象的叫单目运算符。
• 需要两个运算对象的叫双目运算符。
• 需要三个运算对象的叫三目运算符。
• 需要多个运算对象的叫多目运算符。

二、算术运算符

算术运算符有：加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）、取余（%）等。

（1）除（/）的取整：如果 / 的所有运算对象都是整数， / 的功能就是取整。

5/3 == 1;
5/2 == 2;

（2）除（/）的除法运算符：如果 / 有一个运算对象是实型， / 的功能就是除法运算。

5/2.0 == 2.5;

（3）取余（%）运算符。

5%2 == 1;
3%5 == 3;

示例：

键盘输入一个数，判断能否被3整除。

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int data = 0;
	cout << "请输入一个整数：";
	cin >> data;

	if (data % 3 == 0)
		cout << data << " 可以被 3 整除" << endl;
	else
		cout << data << " 不可以被 3 整除" << endl;

	return 0;
}

输出：

请输入一个整数：16
16 不可以被 3 整除

使用rand()函数产生一个60~100的随机数。

// 60= 60 + 0;
// 100 = 60 + 40;
// 因此，data%n=n-1;推导出 n-1=40;所以n=41; 
// 所以取余的数是41。
rand()%41 + 60;

使用rand()函数产生一个’a’ ~ ‘z’ 的随机字母。

// 'a'= 'a' + 0;
// 'z' = 'a' + 25;(26个字母，从0开始算就是0~25)
// 因此，data%n=n-1;推导出 n-1=25;所以n=26; 
// 所以取余的数是41。
rand()%26 + 'a';

三、复合运算符

+=、-=、*=、/=、%=等。

a+=b;// a=a+b;
a-=b;// a=a-b;
a/=b;// a=a/b;
a%=b;// a=a%b;

特别需要注意的是：一定要把等号右边看成一个整体。

int a=3;
a*=4+5;//a=a*(4+5);
// a=27;

示例：

int a=0;
a+=a-=a*=a;//根据运算符优先级，从右往左运算；
// a=0;
// 规律，只要看到中间有a-=a;则必定为0。

四、关系运算符

等于（==）、不等于（!=）、大于（>）、小于（<）、大于等于（>=）、小于等于（<=）等。

特别需要注意的是，等号一定要在右边。

=< 是错误的。
=< 是错误的。

示例：

五、逻辑运算符

与（&&）、或（||）、非（!）等。

（1）与（&&）：只要有一个为假，则整个表达式为假，否则为真。
（2）或（||）：只要有一个为真，则整个表达式为真，否则为假。
（3）非（!）：把真变为假，假变为真。

需要注意的是，&&和||都有一些特性：

• 如果&&中检测到一个对象为假，则直接判断为假，因为后面的判断对结果已经不起影响了。
• 如果||中的检测到一个对象为真，则直接判断为真，因为后面的判断对结果已经不起影响了。

在c语言中，除了0是假，其他都为真。

六、位运算符（二进制位运算）

按位与（&）、按位或（|）、异或（^）、左移（<<）、右移（>>）等。

6.1、& 按位与

规律：全1为1，有0为0。
特点：和1相与保持不变，和0相与为0。
场景：将指定位清零。

  1100 0011
& 1111 0000
---------------
  1100 0000

示例：将一个字节的第三第四位清零，其他保持不变。

unsigned char data;
data=data & 0xe7;// 0xe7 = 1110 0111
data&=0xe7;//等效

6.2、| 按位或

规律：全0为0，有1为1。
特点：有1置1，有0保持不变。
场景：将指定位置1。

  1100 0011
| 1111 0000
---------------
  1111 0011

示例：将一个字节的第五、六个位置置1，其他保持不变。

unsigned char data;
data=data | 0x60;// 0x60 = 0110 0000
data|=0x60;//等效

6.3、~ 按位取反

规律：0变1，1变0。

一般用来配合其他位运算符。

~1100 0011 = 0011 1100;

6.4、^ 按位异或

规律：相同为0，不同为1。
特点：和1异或取反，和0异或保持不变。
场景：将指定位发生翻转。

  1100 0011
^ 1111 0000
---------------
  0011 0011

6.5、<< 左移：左边丢弃，右边补零

移动的位数不要超过自身位的宽度。

规律：左移多少，相当于乘上2的n次方。

char data=0000 0001;
// 左移0位：
data=data<<0;// = data*2^0;
// 左移1位：
data=data<<1;// = data*2^1;
// 左移2位：
data=data<<2;// = data*2^2;
// 左移3位：
data=data<<3;// = data*2^3;
// ......

6.5、>> 右移：右边丢弃，左边补0或补1

算术右移、逻辑右移都是编译器决定的，用户无法确定。

无符号：右边丢弃，左边补0。

有符号：

• 正数：右边丢弃，左边补0。
• 负数：右边丢弃，左边补1（算术左移）。
• 负数：右边丢弃，左边补0（逻辑左移）。

规律：左移多少，相当于除上2的n次方。

unsigned char data=1000 0000;
// 左移0位：
data=data>>0;// = data除上2^0;
// 左移1位：
data=data>>1;// = data除上2^1;
// 左移2位：
data=data>>2;// = data除上2^2;
// 左移3位：
data=data>>3;// = data除上2^3;
// ......

七、三目运算符 ？：

C++中的三目运算符是一种条件表达式，也称为条件运算符。它的语法如下：

condition ? expression1 : expression2;

其中，condition是一个条件表达式，如果它的值为真，则返回expression1的值；否则，返回expression2的值。

例如，以下代码使用三目运算符计算两个数的最大值：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10;
    int b = 20;
    int max_num = (a > b) ? a : b;
    cout << "Max number is " << max_num << endl;
    return 0;
}

输出结果为：

Max number is 20

在上面的代码中，如果a大于b，则max_num等于a，否则max_num等于b。

八、运算符优先级

C++中运算符的优先级如下（从高到低）：

1. 括号：()
2. 一元运算符：++ – ! ~ + - * & sizeof new delete
3. 强制类型转换：(type)
4. 乘除模运算符：* / %
5. 加减运算符：+ -
6. 移位运算符：<< >>
7. 关系运算符： < <= > >=
8. 相等运算符：== !=
9. 按位与运算符：&
10. 按位异或运算符：^
11. 按位或运算符：|
12. 逻辑与运算符：&&
13. 逻辑或运算符：||
14. 条件运算符：? :
15. 赋值运算符：= += -= *= /= %= <<= >>= &= ^= |=
16. 逗号运算符：,

注意，优先级从上到下，越靠上的优先级越高。例如，括号优先级最高，因此括号内的运算会先被执行。而逗号运算符的优先级最低，因此它的运算会在其他运算完成后才会被执行。

九、自增自减运算符

C++ 中的自增运算符（++）和自减运算符（–）是一种特殊的算术运算符，用于增加或减少一个变量的值。它们可以作为前缀或后缀操作符使用。

前缀形式：操作符位于变量名之前（例如 ++i），此时变量的值会在计算前先自增或自减一次，然后返回该变量的新值。

后缀形式：操作符位于变量名之后（例如 i++），此时变量的值会在计算之后自增或自减一次，但是表达式的结果仍为原始值，只有下一次使用该变量时才会体现出自增或自减的效果。

示例：

int i = 1;
cout << ++i; // 输出 2，因为 i 先自增一次再输出
cout << i++; // 输出 2，但 i 的值已经自增了一次，下一次使用 i 时就会体现出来
cout << i;   // 输出 3，因为 i 自增了一次

十、案例：产生随机数

rand()函数是一个伪随机数，所以每次产生随机数之前必须要设置随机数种子，使用srand()函数。为了保证每次执行都会设置一个变化的种子，我们把时间传给srand()。种子只需要设置一次。

#include <iostream>
#include <time.h>
using namespace std;

int main()
{
	srand(time(NULL));
	cout<<rand()<<endl;
	return 0;
}