运算符（Operators）

运算符是对数据进行计算和比较的符号。C 语言提供了丰富的运算符，理解它们的优先级和结合性是写出正确表达式的关键。

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1. 算术运算符

int a = 10, b = 3;

int sum    = a + b;    // 加 → 13
int diff   = a - b;    // 减 → 7
int prod   = a * b;    // 乘 → 30
int quot   = a / b;    // 除 → 3（整数除法，截断小数）
int remains = a % b;   // 取模（求余数）→ 1

整数除法 vs 浮点除法

int   x = 10 / 3;    // x = 3（整数除法）
float y = 10 / 3;    // y = 3.0（先做整数除法 10/3=3，再转为 3.0）

// 正确获取小数结果的方式：
float z1 = 10.0f / 3.0f;           // 直接用浮点数字面量
float z2 = (float)10 / 3;           // 将整数显式转换为浮点类型
float z3 = 10.0f / 3;               // 混合类型时自动提升

取模运算的特殊规则

• 操作数必须都是整数，不能对 float 或 double 取模。
• 结果的符号与被除数一致：

int r1 =  10 % 3;   // 1
int r2 = -10 % 3;   // -1（被除数为负，结果也为负）
int r3 =  10 % -3;  // 1（被除数为正，结果为正）

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2. 关系运算符

关系运算符用于比较两个值，结果为 1（真）或 0（假）。

运算符	含义	示例（a = 10, b = 3）
==	等于	a == b → 0
!=	不等于	a != b → 1
>	大于	a > b → 1
<	小于	a < b → 0
>=	大于等于	a >= 10 → 1
<=	小于等于	b <= 2 → 0

⚠️ 常见陷阱：= 是赋值，== 是比较。if (x = 5) 永远为真——因为它把 5 赋给了 x，而 5 是非零值。正确写法是 if (x == 5)。

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3. 逻辑运算符

逻辑运算符连接多个条件，结果依然是 1（真）或 0（假）。

运算符	含义	示例
&&	逻辑与（AND）	a > 0 && a < 100（a 在 0 到 100 之间）
||	逻辑或（OR）	x < 0 || x > 100（x 在范围外）
!	逻辑非（NOT）	!flag（flag 为假时为真）

短路求值（Short-Circuit Evaluation）

// && 短路：左侧为假时，右侧不会执行
if (p != NULL && *p == 42) {  // 安全：p 为空时不会解引用
    // ...
}

// || 短路：左侧为真时，右侧不会执行
if (index < 0 || index >= size) {  // 任一条件满足即判定越界
    // ...
}

短路特性既提升效率，也常用于写"守卫条件"——先检查指针非空，再访问其内容。

逻辑运算真值表

A	B	A && B	A || B	!A
0	0	0	0	1
0	非0	0	1	1
非0	0	0	1	0
非0	非0	1	1	0

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4. 位运算符

位运算符直接操作二进制位，常用于底层编程、标志位管理和性能优化。

运算符	含义	示例（a=5(0101), b=3(0011)）
&	按位与	a & b → 1（0101 & 0011 = 0001）
\|	按位或	a \| b → 7（0101 | 0011 = 0111）
^	按位异或	a ^ b → 6（0101 ^ 0011 = 0110）
~	按位取反	~a → -6（~00000101 = 11111010）
<<	左移	a << 1 → 10（0101 → 1010，乘 2）
>>	右移	a >> 1 → 2（0101 → 0010，除 2）

典型应用

// 1. 标志位操作（用一个整数的不同位表示多个开关）
#define FLAG_A  0x01    // 0001
#define FLAG_B  0x02    // 0010
#define FLAG_C  0x04    // 0100

int flags = 0;
flags |= FLAG_A;         // 打开 FLAG_A
flags &= ~FLAG_B;        // 关闭 FLAG_B
if (flags & FLAG_C) {    // 检测 FLAG_C 是否打开
    // ...
}

// 2. 高效率乘除 2 的幂
int x = 10;
int y = x << 3;   // 等价于 x * 8（前提是不溢出）
int z = x >> 2;   // 等价于 x / 4

⚠️ 不要混淆 &（按位与）和 &&（逻辑与）、|（按位或）和 ||（逻辑或）。前者操作每一位，后者操作布尔值并有短路特性。

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5. 赋值运算符

int x = 10;

x += 5;    // x = x + 5  → 15
x -= 3;    // x = x - 3  → 12
x *= 2;    // x = x * 2  → 24
x /= 4;    // x = x / 4  → 6
x %= 4;    // x = x % 4  → 2

// 位运算的复合赋值
x <<= 2;   // x = x << 2
x &= 0x0F; // x = x & 0x0F

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6. 自增与自减

int a = 5;
int b = ++a;    // 前置自增：a 先加 1，再赋值给 b → a=6, b=6
int c = a++;    // 后置自增：先赋值 a 给 c，a 再加 1 → c=6, a=7

写法	含义	执行顺序
++x	前置自增	先加后用
x++	后置自增	先用后加
--x	前置自减	先减后用
x--	后置自减	先用后减

建议：在复杂表达式中避免使用自增/自减（如 arr[i++] = ++j），拆成独立语句更清晰。

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7. 条件运算符（三元运算符）

// 语法：条件 ? 为真时的值 : 为假时的值
int max = (a > b) ? a : b;

等价于：

int max;
if (a > b) {
    max = a;
} else {
    max = b;
}

三元运算符适合简单的二选一赋值。嵌套使用会严重降低可读性，应避免。

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8. sizeof 运算符

printf("%zu\n", sizeof(int));      // 类型的大小
printf("%zu\n", sizeof(x));        // 变量的大小（可省略括号）
printf("%zu\n", sizeof(arr));      // 数组的总大小（元素数 × 每个元素大小）

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9. 运算符优先级

当多个运算符同时出现时，优先级决定"谁先算"。优先级相同时，结合性决定方向。

优先级	运算符	结合性
1（最高）	() [] -> . ++（后置） --（后置）	左到右
2	! ~ ++（前置） --（前置） +（正） -（负） *（解引用） &（取地址） sizeof	右到左
3	* / %	左到右
4	+ -	左到右
5	<< >>	左到右
6	< <= > >=	左到右
7	== !=	左到右
8	&（按位与）	左到右
9	^	左到右
10	\|（按位或）	左到右
11	&&	左到右
12	\|\|	左到右
13	?:	右到左
14	= += -= 等赋值符	右到左
15（最低）	,（逗号）	左到右

口诀：不确定优先级时，加括号。(a & mask) == mask 比 a & mask == mask 更安全、更清晰。

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10. 总结

要点	说明
整数除法截断	需要小数结果时先将操作数转为浮点类型
== 不是 =	比较用 ==，赋值用 =
&& 和 \|\| 短路	左侧结果能决定整体时右侧不执行
& 和 \| 操作位	用于标志位和底层操作，不要与逻辑运算符混淆
优先级不确定时加括号	括号优先级最高，且让意图一目了然
避免复杂表达式中的 ++/--	拆分语句可读性更好

作者: Qing | 修改日期: 2026-07-18