C++ 運算符

運算符是一種告訴編譯器執行特定的數學或邏輯操作的符號。C++ 內置了豐富的運算符，並提供了以下類型的運算符：

• 算術運算符
• 關系運算符
• 邏輯運算符
• 位運算符
• 賦值運算符
• 雜項運算符

本章將逐一介紹算術運算符、關系運算符、邏輯運算符、位運算符、賦值運算符和其他運算符。

算術運算符

下表顯示了 C++ 支持的算術運算符。

假設變量 A 的值為 10，變量 B 的值為 20，則：

運算符描述實例 +把兩個操作數相加 A + B 將得到 30 -從第一個操作數中減去第二個操作數 A - B 將得到 -10 *把兩個操作數相乘 A * B 將得到 200 /分子除以分母 B / A 將得到 2 %取模運算符，整除後的余數 B % A 將得到 0 ++自增運算符，整數值增加 1 A++ 將得到 11 --自減運算符，整數值減少 1 A-- 將得到 9

實例

請看下面的實例，了解 C++ 中可用的算術運算符。

復制並黏貼下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，編譯並運行程序。

#include <iostream>
using namespace std;
 
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 ;
   c = a++; 
   cout << "Line 6 - c 的值是 " << c << endl ;
   c = a--; 
   cout << "Line 7 - c 的值是 " << c << endl ;
   return 0;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生以下結果：

Line 1 - c 的值是 31
Line 2 - c 的值是 11
Line 3 - c 的值是 210
Line 4 - c 的值是 2
Line 5 - c 的值是 1
Line 6 - c 的值是 21
Line 7 - c 的值是 22

關系運算符

下表顯示了 C++ 支持的關系運算符。

假設變量 A 的值為 10，變量 B 的值為 20，則：

運算符描述實例 ==檢查兩個操作數的值是否相等，如果相等則條件為真。 (A == B) 不為真。 !=檢查兩個操作數的值是否相等，如果不相等則條件為真。 (A != B) 為真。 >檢查左操作數的值是否大於右操作數的值，如果是則條件為真。 (A > B) 不為真。 <檢查左操作數的值是否小於右操作數的值，如果是則條件為真。 (A < B) 為真。 >=檢查左操作數的值是否大於或等於右操作數的值，如果是則條件為真。 (A >= B) 不為真。 <=檢查左操作數的值是否小於或等於右操作數的值，如果是則條件為真。 (A <= B) 為真。

實例

請看下面的實例，了解 C++ 中可用的關系運算符。

復制並黏貼下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，編譯並運行程序。

#include <iostream>
using namespace std;

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;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生以下結果：

Line 1 - a 不等於 b
Line 2 - a 不小於 b
Line 3 - a 大於 b
Line 4 - a 小於或等於 b
Line 5 - b 大於或等於 a

邏輯運算符

下表顯示了 C++ 支持的關系邏輯運算符。

假設變量 A 的值為 1，變量 B 的值為 0，則：

運算符描述實例 &&稱為邏輯與運算符。如果兩個操作數都非零，則條件為真。 (A && B) 為假。 ||稱為邏輯或運算符。如果兩個操作數中有任意一個非零，則條件為真。 (A || B) 為真。 !稱為邏輯非運算符。用來逆轉操作數的邏輯狀態。如果條件為真則邏輯非運算符將使其為假。 !(A && B) 為真。

實例

請看下面的實例，了解 C++ 中可用的邏輯運算符。

復制並黏貼下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，編譯並運行程序。

#include <iostream>
using namespace std;

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;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，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

位運算符

位運算符作用於位，並逐位執行操作。&、 | 和 ^ 的真值表如下所示：

pqp & qp | qp ^ q 00000 01011 11110 10011

假設如果 A = 60，且 B = 13，現在以二進制格式表示，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++ 支持的位運算符。假設變量 A 的值為 60，變量 B 的值為 13，則：

運算符描述實例 &如果同時存在於兩個操作數中，二進制 AND 運算符復制一位到結果中。 (A & B) 將得到 12，即為 0000 1100 |如果存在於任一操作數中，二進制 OR 運算符復制一位到結果中。 (A | B) 將得到 61，即為 0011 1101 ^如果存在於其中一個操作數中但不同時存在於兩個操作數中，二進制異或運算符復制一位到結果中。 (A ^ B) 將得到 49，即為 0011 0001 ~二進制補碼運算符是一元運算符，具有"翻轉"位效果，即0變成1，1變成0。 (~A ) 將得到 -61，即為 1100 0011，一個有符號二進制數的補碼形式。 <<二進制左移運算符。左操作數的值向左移動右操作數指定的位數。 A << 2 將得到 240，即為 1111 0000 >>二進制右移運算符。左操作數的值向右移動右操作數指定的位數。 A >> 2 將得到 15，即為 0000 1111

實例

請看下面的實例，了解 C++ 中可用的位運算符。

復制並黏貼下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，編譯並運行程序。

#include <iostream>
using namespace std;

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;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生以下結果：

Line 1 - c 的值是 12
Line 2 - c 的值是 61
Line 3 - c 的值是 49
Line 4 - c 的值是 -61
Line 5 - c 的值是 240
Line 6 - c 的值是 15

賦值運算符

下表列出了 C++ 支持的賦值運算符：

運算符描述實例 =簡單的賦值運算符，把右邊操作數的值賦給左邊操作數 C = A + B 將把 A + B 的值賦給 C +=加且賦值運算符，把右邊操作數加上左邊操作數的結果賦值給左邊操作數 C += A 相當於 C = C + A -=減且賦值運算符，把左邊操作數減去右邊操作數的結果賦值給左邊操作數 C -= A 相當於 C = C - A *=乘且賦值運算符，把右邊操作數乘以左邊操作數的結果賦值給左邊操作數 C *= A 相當於 C = C * A /=除且賦值運算符，把左邊操作數除以右邊操作數的結果賦值給左邊操作數 C /= A 相當於 C = C / A %=求模且賦值運算符，求兩個操作數的模賦值給左邊操作數 C %= A 相當於 C = C % A <<=左移且賦值運算符 C <<= 2 等同於 C = C << 2 >>=右移且賦值運算符 C >>= 2 等同於 C = C >> 2 &=按位與且賦值運算符 C &= 2 等同於 C = C & 2 ^=按位異或且賦值運算符 C ^= 2 等同於 C = C ^ 2 |=按位或且賦值運算符 C |= 2 等同於 C = C | 2

實例

請看下面的實例，了解 C++ 中可用的賦值運算符。

復制並黏貼下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，編譯並運行程序。

#include <iostream>
using namespace std;

main()
{
   int a = 21;
   int c ;

   c =  a;
   cout << "Line 1 - =  運算符實例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c +=  a;
   cout << "Line 2 - += 運算符實例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c -=  a;
   cout << "Line 3 - -= 運算符實例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c *=  a;
   cout << "Line 4 - *= 運算符實例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c /=  a;
   cout << "Line 5 - /= 運算符實例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c  = 200;
   c %=  a;
   cout << "Line 6 - %= 運算符實例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c <<=  2;
   cout << "Line 7 - <<= 運算符實例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c >>=  2;
   cout << "Line 8 - >>= 運算符實例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c &=  2;
   cout << "Line 9 - &= 運算符實例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c ^=  2;
   cout << "Line 10 - ^= 運算符實例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   c |=  2;
   cout << "Line 11 - |= 運算符實例，c 的值 = : " <<c<< endl ;

   return 0;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生以下結果：

Line 1 - =  運算符實例，c 的值 = 21
Line 2 - += 運算符實例，c 的值 = 42
Line 3 - -= 運算符實例，c 的值 = 21
Line 4 - *= 運算符實例，c 的值 = 441
Line 5 - /= 運算符實例，c 的值 = 21
Line 6 - %= 運算符實例，c 的值 = 11
Line 7 - <<= 運算符實例，c 的值 = 44
Line 8 - >>= 運算符實例，c 的值 = 11
Line 9 - &= 運算符實例，c 的值 = 2
Line 10 - ^= 運算符實例，c 的值 = 0
Line 11 - |= 運算符實例，c 的值 = 2

雜項運算符

下表列出了 C++ 支持的其他一些重要的運算符。

運算符描述 sizeofsizeof 運算符返回變量的大小。例如，sizeof(a) 將返回 4，其中 a 是整數。 Condition ? X : Y條件運算符。如果 Condition 為真 ? 則值為 X : 否則值為 Y。 ,逗號運算符會順序執行一系列運算。整個逗號表達式的值是以逗號分隔的列表中的最後一個表達式的值。 .（點）和 ->（箭頭）成員運算符用於引用類、結構和共用體的成員。 Cast強制轉換運算符把一種數據類型轉換為另一種數據類型。例如，int(2.2000) 將返回 2。 &指針運算符 & 返回變量的地址。例如 &a; 將給出變量的實際地址。 *指針運算符 * 指向一個變量。例如，*var; 將指向變量 var。

C++ 中的運算符優先級

運算符的優先級確定表達式中項的組合。這會影響到一個表達式如何計算。某些運算符比其他運算符有更高的優先級，例如，乘除運算符具有比加減運算符更高的優先級。

例如 x = 7 + 3 * 2，在這裡，x 被賦值為 13，而不是 20，因為運算符 * 具有比 + 更高的優先級，所以首先計算乘法 3*2，然後再加上 7。

下表將按運算符優先級從高到低列出各個運算符，具有較高優先級的運算符出現在表格的上面，具有較低優先級的運算符出現在表格的下面。在表達式中，較高優先級的運算符會優先被計算。

類別  運算符 結合性  後綴 () [] -> . ++ - -   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  關系 < <= > >=  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 

實例

請看下面的實例，了解 C++ 中運算符的優先級。

復制並黏貼下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，編譯並運行程序。

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 + 有不同的優先級，高優先級的操作符將優先計算。

#include <iostream>
using namespace std;
 
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;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，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 90
a + (b * c) / d 的值是 50