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文章里面的所有截图和“之前所学过的内容”都是来自于翁恺的C语言视频。
之前已经学习过简单的算术运算符、关系运算符(又称比较运算符)、逻辑运算符。为了避免混淆,查阅资料总结如下。(不是完整的优先级表,随着之后的学习会逐渐补充完整)
首先应该记住的是:
不需要刻意记忆,按照我们日常生活中的规律去理解即可,比如乘除的优先级比加减高,一般情况下从左到右结合。值得注意的是:
之前学习所列的图表如下:
之前学习过的关系运算符的内容如下:
我们可以先写出总结如下,然后进行解释说明:
关系运算符用于构成关系表达式。关系表达式为真时值为1,为假的时候值为0。通常用关系表达式作为测试条件的语句(如while和if)。但可以使用任何表达式作为测试条件,非零为真,零为假。
while循环经常依赖于测试表达式做比较,这样的表达式被称为关系表达式(relational expression),出现在关系表达式中间的运算符叫做关系运算符(relational operator)。关系运算符常用于构造while语句和其它C语句中用到的关系表达式。这些语句都会检查关系表达式为真还是假。
那么,什么是真呢?这是一个古老的问题,所幸的是在C语言中还不算太难。
之前学习过,在C中,表达式一定有一个值,关系表达式也不例外。我们来写程序测试关系表达式为真和为假的时候的值:
#include<stdio.h>
int main()
{
int true_val,false_val;
true_val = (10 > 2);
false_val = (10 == 2);
printf("true = %d; false = %d\n",true_val,false_val);
}
最后输出的结果是 true = 1; false = 0
。
即,对C语言而言,表达式为真的值为1,表达式为假的值为0。
一些C程序使用下面这种的循环结构,因为1为真,所以循环会一直进行。
while(1)
{
...
}
通过上面的分析,我们知道了在C语言中表达式为真的值是1,假为0。我们可以用数字1和0来作为while语句的测试表达式。
那么,是否还可以使用其他数字呢?
考虑下面的代码:
#include<stdio.h>
int main()
{
int n = 3;
while(n){
printf("%2d is true\n",n--);
}
printf("%2d is false\n",n);
n = -3;
while(n){
printf("%2d is true\n",n++);
}
printf("%2d is false\n",n);
return 0;
输出的结果是:
3 is true
2 is true
1 is true
0 is false
-3 is true
-2 is true
-1 is true
0 is false
执行第一个循环的时候,n分别是3、2、1,当n等于0的时候,第1个循环结束。
执行第二个循环的时候,n分别是-3、-2、-1,当n等于0的时候,第2个循环结束。
一般而言,所有的非零的值都视为真,只有0被视为假。 不得不说,这是一个十分宽泛的概念。
换言之,只要测试条件的值为非零,就会执行while循环。这是从数值方面,而不是真假方面来看测试条件的。
许多C程序员都会很好地利用测试条件这一特性。例如,用while(goats)
代替 while(goats != 0)
,因为goats 和 goats != 0 都只在goats的值为0时才为0或假。while(goats != 0)
可能是初学者比较清楚的形式,但是while(goats)
才是C程序员常用的形式。
C对真的概念约束太少会带来一些麻烦。
e.g.: 判断不能满足当c的值分别为1、3、5三个数时值是“真”,否则值是”假“的表达式。
#include<stdio.h>
int main()
{
int c;
scanf("%d",&c);
if((c == 1) || (c == 3) || (c ==5)){
printf("true\n");
}
else printf("false\n");
if((c = 1) || (c = 3) || (c = 5)){
printf("true\n");
}
else printf("false\n");
if((c = 0) ){
printf("true\n");
}
else printf("false\n");
return 0;
第一个if能够正确判断。
第二个则不行,因为使用的是赋值运算符,赋值表达式的值是它的左值,本段代码中未赋0值,即条件恒成立,永远输出true。
第三个则与第二个相反,赋0值时,跳过if进入else语句。
C99标准添加了_Bool类型,用于表示布尔值,即逻辑值false和true。因为C语言用值1表示true,值0表示false,所以 _Bool类型实际上也是一种整数类型。但原则上它仅占用1位存储空间,因为对0和1而言,1位的存储空间足够了。
在编程中,表示真或假的变量被称为 布尔变量(Boolean variable),所以_Bool是C语言中布尔变量的类型名。 _Bool 类型的变量只能存储1(真)或0(假)。如果把其他非零数值赋给 _Bool类型的变量,该变量会被设置为1。这反映了C语言把所有的非零值都视为真。
给布尔变量设置一个能表示真或假的变量名是一种常见的做法。
C99提供了stdbool.h头文件,该头文件让bool成为 _Bool的别名,而且还把true和false分别定义为1和0的符号常量。包含该头文件以后,写出的代码可以和C++兼容,因为C++把bool、true和false定义为关键字。
如果系统不支持_Bool类型,导致无法运行该程序,把 _Bool替换成int即可。
关系运算符的优先级比算术运算符低,比赋值运算符高。
关系运算符之间有两种不同的优先级, ==! 和 == 的优先级小于其他运算符的优先级。
结合方式是从左到右。
逻辑运算是指对逻辑量进行运算,其结果只有0或1。
逻辑量是关系运算或逻辑运算的结果。
逻辑运算符优先级比关系运算符低,比赋值运算符高。
! 是单目运算符,优先级很高,与递增运算符结合性相同。
&&运算符优先级比 ||高。
结合方式从左到右。
除了两个运算符共享一个运算对象的情况,C通常不保证先对复杂表达式中的哪部分求值。C把先计算哪部分的决定权交给编译器的设计者,以便针对特定系统测试优化。但是,短路现象是个例外。
C保证逻辑表达式的求值顺序从左到右。&&和||运算符都是序列点,所以程序在从一个运算对象执行到下一个运算对象的之前,所有的副作用都会生效。而且,C保证一旦发现某个元素让整个表达式无效,便立刻停止求值。
例如,对于 while((c = getchar()) != ' ' && c != '\n')
这样的代码,第一个表达式把读取的值赋给C,后面的子表达式会用到c的值。如果没有求值顺序的保证,编译器可能在给C赋值之前先对后面的表达式求值。
又例如,对于代码 if(number != 0 && 12/number ==2)
,如果number的值是0,那么第一个子表达式为假,且不再对关系表达式求值。这样避免了把0作为除数。许多语言都没有这种特性,知道number为0以后,仍然继续检查后面的条件。
&&可用于测试范围。
所以4<x<6 的值恒为1,不能得出我们想要的结果。
另外一个常用的例子是用来确定一个字符是否为小写字符。
if(ch >= 'a' && ch <='z')
C是在美国用标准美式键盘开发的语言。但是并非所有的键盘都有和美式键盘一样的符号。因此, C99增加了可代替逻辑运算符的拼写,被定义在ios64.h头文件中,如果程序中包含该头文件,便可用and代替 && 、or代替||、not代替!
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