4.3 使用表达式
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在C++语言中，表达式是由运算符和操作数构成的，运算符指出了对操作数的操作，操作数可以是常量、变量或是函数的调用，并且表达式是用来构成语句的基本单位。本节介绍表达式的使用。
4.3.1 算术表达式
由算术运算符和操作数组成的表达式称为算术表达式，算术表达式的结合性为自左至右。常用的算术表达式及使用说明如表4-11所示。
表4-11 算术表达式及使用说明
【实例4.10】编写程序，定义int型变量a、b、c，初始化a的值为10，初始化b的值为20，使用算术表达式对a和b进行运算，将运算结果分别赋予c再输出（源代码\ch04\4.10.txt）。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
int c ;
/* +运算 */
c= a + b;
printf("a+b=%d\n", c );
/* -运算 */
c= a - b;
printf("a-b=%d\n", c);
/* *运算 */
c = a * b;
printf("a*b=%d\n", c );
/* /运算 */
c = a / b;
printf("a/b=%d\n", c );
/* %运算 */
c= a % b;
printf("a%%b=%d\n", c );
/* 前置++运算 */
c = ++a;
printf("++a=%d\n", c);
/* 前置--运算 */
c= --a;
printf("--a=%d\n", c );
return 0;
}
程序运行结果如图4-10所示。
图4-10 例4.10的程序运行结果
在使用算术表达式的过程中，应该注意以下几点。
（1）在算术表达式中，如果操作数的类型不一致，系统会自动进行隐式转换，如果转换成功，表达式的结果类型以操作数中表示范围大的类型为最终类型，如3.2+3，其结果为double类型的6.2。
（2）减法运算符的使用同数学中的使用方法类似，但需要注意的是，减法运算符不但可以应用于整型、浮点型数据间的运算，还可以应用于字符型的运算。在字符型运算时，首先将字符转换为其ASCII码，然后进行减法运算。
（3）在使用除法运算符时，如果除数与被除数均为整数，则结果也为整数，默认会把小数舍去（并非四舍五入），如3/2=1。
4.3.2 赋值表达式
由赋值运算符和操作数组成的表达式称为赋值表达式，赋值表达式的功能是计算表达式的值再赋予左侧的变量。赋值表达式的一般格式如下：
变量 赋值运算符 表达式
C++语言中常见的赋值表达式及使用说明如表4-12所示。
表4-12 常见赋值表达式及使用说明
【实例4.11】编写程序，定义int型变量x和y，使用赋值表达式对x进行相应的运算操作，然后将结果赋予y并输出（源代码\ch04\4.11.txt）。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int x,y;
x=2;
printf("x = %d\n",x);
/* 基本赋值 */
y = x;
printf("计算y = x\n");
printf("y = %d\n", y );
/* +=运算符 */
y += x;
printf("计算y += x\n");
printf("y = %d\n", y );
/* -=运算符 */
y -= x;
printf("计算y -= x\n");
printf("y = %d\n", y );
/* *=运算符 */
y *= x;
printf("计算y *= x\n");
printf("y = %d\n", y );
/* /=运算符 */
y /= x;
printf("计算y /= x\n");
printf("y = %d\n", y );
/* %=运算符 */
y = 3;
y %= x;
printf("计算y %%= x(y=3)\n");
printf("y = %d\n", y );
}
程序运行结果如图4-11所示。
图4-11 例4.11的程序运行结果
在使用赋值表达式的过程中，应该注意以下几点。
（1）左操作数必须是一个变量，C++语言中可以对变量进行连续赋值。这时赋值运算符是右关联的，这意味着从右向左运算符被分组。例如，a=b=c的表达式等价于a=(b=c)。
（2）如果赋值运算符两边的操作数类型不一致，存在隐式转换，系统会自动将赋值号右边的类型转换为左边的类型再赋值；如果不存在隐式转换，那就先要进行显式类型转换，否则程序会报错。
4.3.3 关系表达式
由关系运算符和操作数构成的表达式称为关系表达式。关系表达式中的操作数可以是整型、实型、字符型等。对于整型、实型和字符型，前述6种比较运算符（见表4-3）都可以使用；而对于字符串型，比较运算符实际上只能使用“==”和“!=”。关系表达式的格式如下：
表达式 关系运算符 表达式
例如：
3>2
z>x-y
'a'+2<d
a>(b>c)
a!=(c==d)
"abc"!="asf"
☆大牛提醒☆
当两个字符串的值都为null或两个字符串长度相同、对应的字符序列也相同（非空字符串）时，比较的结果才能为“真”。
关系表达式的返回值只有“真”与“假”两种，分别用“1”和“0”来表示。例如：
2>1/*返回值为“真”，也就是“1”*/
(a+b)==(c=5)/*返回值为“假”，也就是“0”*/
【实例4.12】编写程序，通过输入端输入一个字符，使用关系表达式判断该字符是字母还是数字（源代码\ch04\4.12.txt）。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
/* 定义变量 */
char ch;
printf("请输入一个字符：\n");
ch=getchar();
/* 根据不同情况进行判断 */
if((ch>='A' && ch<='Z') || (ch>='a' && ch<='z'))
{
printf("%c 是一个字母。\n",ch);
}
else if(ch>='0' && ch<='9')
{
printf("%c 是一个数字。\n",ch);
}
else
{
printf("%c 属于其他字符。\n",ch);
}
}
保存并运行程序，如果输入数值8，则返回如图4-12所示的结果；如果输入一个字母a，则返回如图4-13所示的结果。
图4-12 输入数字
图4-13 输入字母
4.3.4 逻辑表达式
由逻辑运算符和操作数组成的表达式称为逻辑表达式。逻辑表达式的结果只能是真或假，即要么是“1”，要么是“0”。逻辑表达式的一般格式如下：
表达式 逻辑运算符 表达式
例如，表达式a&&b，其中a和b均为布尔值，系统在计算该逻辑表达式时，首先判断a的值，如果a为true，再判断b的值；如果a为false，系统不需要继续判断b的值，直接可确定表达式的结果为false。
虽然在C++语言中以“1”表示“真”，以“0”表示“假”，但在判断一个量是为“真”或是为“假”时，则是以“0”代表“假”，以非“0”的数值代表“真”。例如，2&&3，由于“2”和“3”均非“0”，所以该表达式的返回值为“真”，即为“1”。
【实例4.13】编写程序，分别定义char型变量s并初始化为'z'，定义int型变量a、b、c并初始化为1、2、3，定义float型变量x和y并初始化为2e+5和3.14，然后输出由它们所组合的相应逻辑表达式的返回值（源代码\ch04\4.13.txt）。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
/* 定义变量 */
char s='z';
int a=1,b=2,c=3;
float x=2e+5,y=3.14;
/* 输出逻辑表达式的返回值 */
printf("结果一：");
printf( "%d，%d\n", !x*y, !x );
printf("结果二：");
printf( "%d，%d\n", x||a&&b-5, a>b&&x<y );
printf("结果三：");
printf( "%d，%d\n", a==2&&s&&(b=3), x+y||a+b+c );
return 0;
}
程序运行结果如图4-14所示。
图4-14 例4.13的程序运行结果
4.3.5 位运算表达式
由位运算符和操作数构成的表达式称为位运算表达式。在位运算表达式中，系统首先将操作数转换为二进制数，进行位运算后，再将结果转换为十进制数整数。各种位运算表达式及使用说明如表4-13所示（这里假设操作数1为8，操作数2为3）。
表4-13 位运算符表达式
【实例4.14】编写程序，定义unsigned int型变量a、b并初始化为20、15，定义int型变量c并初始化为0，对a、b进行相关位运算操作，然后将结果赋予变量c并输出（源代码\ch04\ 4.14.txt）。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
/* 定义变量 */
unsigned int a = 20; /* 20 = 0001 0100 */
unsigned int b = 15; /* 15 = 0000 1111 */
int c = 0;
printf("a 的值为：%d，b 的值为：%d\n",a,b);
/* 位运算 */
c = a & b; /* 4 = 0000 0100 */
printf("a & b 的值是 %d\n", c );
c = a | b; /* 31 = 0001 1111 */
printf("a | b 的值是 %d\n", c );
c = a ^ b; /* 27 = 0001 1011 */
printf("a ^ b 的值是 %d\n", c );
c = ～a; /*-21 = 1110 1011 */
printf("～ a 的值是 %d\n", c );
c = a << 2; /* 80 = 0101 0000 */
printf("a << 2 的值是 %d\n", c );
c = a >> 2; /* 5 = 0000 0101 */
printf("a >> 2 的值是 %d\n", c );
return 0;
}
程序运行结果如图4-15所示。
图4-15 例4.14的程序运行结果
4.3.6 条件表达式
由条件运算符组成的表达式称为条件表达式。其一般表示格式如下：
条件表达式?表达式1:表达式2
条件表达式的计算过程是先计算条件，然后进行判断。如果条件表达式的结果为“真”，计算表达式1的值，表达式1为整个条件表达式的值；否则，计算表达式2，表达式2为整个条件表达式的值。例如，求a和b中最大数的表达式。
a>b?a:b //取a和b的最大值
条件运算符的优先级高于赋值运算符，低于关系运算符和算术运算符。所以有：
(a>b)?a:b等价于a>b?a:b
条件运算符的结合性规则是自右向左，例如：
a>b?a:c<d?c:d等价于a>b?a:(c<d?c:d)
注意：在条件运算符中“？”与“：”是一对运算符，不可拆开使用。
【实例4.15】编写程序，定义两个int型变量，通过输入端输入两变量的值，再使用条件表达式比较它们的大小，将较大数输出（源代码\ch04\4.15.txt）。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
/*定义两个int型变量 */
int x, y;
printf("请输入两个整数，以比较大小:\n");
cin>>x>>y;
/* 使用条件表达式比较两数大小 */
printf("两数中较大的为：%d\n", x>y?x:y);
}
程序运行结果如图4-16所示。
图4-16 例4.15的程序运行结果
4.3.7 逗号表达式
逗号运算符的功能是将两个表达式连接成一个表达式，这就是逗号表达式。逗号表达式的一般格式如下：
表达式1,表达式2
上述逗号表达式的运算方式为分别对两个表达式进行求解，然后以表达式2的计算结果作为整个逗号表达式的值。此外，在逗号表达式中可以使用嵌套的形式。例如：
表达式1,(表达式2,表达式3，…，表达式n)
将上述逗号表达式展开，可以得到：
表达式1,表达式2,表达式3，…，表达式n
那么表达式n便为整个逗号表达式的值。
【实例4.16】编写程序，定义int型变量a、b、c、x、y，对变量a、b、c进行初始化，它们的值分别为1、2、3，然后计算逗号表达式y=(x=a+b，a+c)，最后输出x和y的值（源代码\ch04\4.16.txt）。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
/* 定义变量 */
int a=1,b=2,c=3,x,y;
/* 逗号表达式 */
y=(x=a+b,a+c);
printf("整个逗号表达式的值为y=%d\n",y);
printf("表达式1的值为x=%d\n",x);
}
程序运行结果如图4-17所示。
图4-17 例4.16的程序运行结果