白宗輝

摘要：通過具體的步驟和案例分析，詳解C語言表達(dá)式的運(yùn)算方法和技巧。論文的研究成果，即是表達(dá)式求解的具體思路、方法和技巧，可以為C語言學(xué)習(xí)者借鑒學(xué)習(xí)，也可以為C語言教師提供教學(xué)參考。

關(guān)鍵詞：表達(dá)式運(yùn)算;運(yùn)算符;方法;技巧

中圖分類號(hào)：TP311 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）32-0109-02

C語言中的表達(dá)式的類型比較多，有算術(shù)表達(dá)式，賦值表達(dá)式，條件表達(dá)式，逗號(hào)表達(dá)式，關(guān)系表達(dá)式和邏輯表達(dá)式等。每種表達(dá)式都有特定的運(yùn)算符，有的有一個(gè)，有的有多個(gè)。 我們實(shí)際學(xué)習(xí)中遇到的表達(dá)式，大部分不是一種表達(dá)式，而是幾種不同類型的混合表達(dá)式，表達(dá)式中更有多種不同的運(yùn)算符和操作數(shù)。

因此很多學(xué)習(xí)C程序設(shè)計(jì)的學(xué)生，比較畏懼c語言表達(dá)式的運(yùn)算問題，遇到之后，感覺無從下手。本文將深入探究有關(guān)c語言表達(dá)式的運(yùn)算技巧問題，供C語言學(xué)習(xí)的初學(xué)者和C語言授課教師借鑒和參考。

1考慮優(yōu)先級(jí)

1）定義：表達(dá)是由各種運(yùn)算符和操作數(shù)組成，一個(gè)表達(dá)式中，操作數(shù)和運(yùn)算符的結(jié)合先后次序是由運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)決定。不同的運(yùn)算符具有不同的優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)越高，越先進(jìn)行計(jì)算。

2） C運(yùn)算優(yōu)先級(jí)與結(jié)合性表（表一）：C語言運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)共有15級(jí)，按照次序，最高的是1級(jí)，最低的是15級(jí)。

要求學(xué)生必須熟記每一種運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)。

3）應(yīng)用舉例。

例1，c語言表達(dá)式：-a+（a+b）/2。分析表達(dá)式后可知，表達(dá)式中優(yōu)先級(jí)最高的運(yùn)算符是“（）”是1級(jí)，余下依次是“-”是2級(jí)，“/”是3級(jí)，“+”是4級(jí)。表達(dá)式的運(yùn)算過程：

（1）求負(fù)運(yùn)算符高于加法運(yùn)算符，先求-a的值。

（2）括號(hào)運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)高于除法優(yōu)先級(jí)，求（a+6）的值。

（3）除法的優(yōu)先級(jí)高于加法優(yōu)先級(jí)，求（2）/2的值。

（4）求（1）+（3）的值，結(jié)算線束。

2考慮結(jié)合性

1）定義：如果運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)相同，那么運(yùn)算次序由結(jié)合性決定。結(jié)合性是指操作數(shù)左右兩邊的兩個(gè)運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)相同時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先運(yùn)算的方向。結(jié)合性分為左結(jié)合性即運(yùn)算方向?yàn)樽宰笾劣?，和右結(jié)合性即運(yùn)算方向?yàn)樽杂抑磷蟆?/p>

具體規(guī)則可查閱表一。這就要求，學(xué)生能夠像熟練掌握運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)一樣，要牢記每個(gè)運(yùn)算符的結(jié)合性。

2）結(jié)合性應(yīng)用舉例：

例2，如a、b、c、d均為整型變量，求表達(dá)式a=b=c=d=3的值。

根據(jù)運(yùn)算符的結(jié)合性可知，運(yùn)算符的結(jié)合方向?yàn)樽杂蚁蜃螅兞抠x值過程如下，d=3，c=d，c=3，b=c，b=3，a=b，a=3。

3及時(shí)標(biāo)注變量值的變化

1）概念注釋：表達(dá)式中有賦值運(yùn)算符時(shí)，變量都會(huì)進(jìn)行初始化賦值。但是變量的值在運(yùn)算過程中是會(huì)發(fā)生變化的，每次運(yùn)算時(shí)，要看變量上一次結(jié)束后的最新值。如果一直用初始化的值，那么就會(huì)出錯(cuò)了。

2）應(yīng)用舉例，

例3，已知b=10，求c語言表達(dá)式： b+=b-=b*b的值。

根據(jù)我們上面講到的運(yùn)算規(guī)則，

（1）考慮優(yōu)先級(jí)，先進(jìn)行b*b運(yùn)算，即b*b=10*10=100，表達(dá)式b+=b-=b*b變?yōu)閎+=b-=100。此時(shí)無變量值發(fā)生變化。

（2）考慮結(jié)合性：計(jì)算b+=b-=100，根據(jù)賦值運(yùn)算符結(jié)合性是自右向左，先執(zhí)行b-=100，相當(dāng)于b=b-100=10-100= -90，此時(shí)應(yīng)及時(shí)標(biāo)注變量變化，即b=-90，同時(shí)表達(dá)式b==b-= 100變?yōu)閎+=-90。再運(yùn)算b+= -90，相當(dāng)于b=b+（-90）=-90-90= -180。

在本步驟中可以注意到，變量的標(biāo)注其實(shí)是伴隨著優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性使用過程當(dāng)中的，并不是單獨(dú)地存在于某一環(huán)節(jié)。

4合理使用輔助工具“括號(hào)”

1）概念注釋：雖然，我們知道在計(jì)算順序上可以利用優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性判定c語言表達(dá)式的運(yùn)算方向。但有時(shí)候在計(jì)算的時(shí)候直觀性仍然很差。這時(shí)候我們可以在表達(dá)式中添加括號(hào)，來輔助我們清晰判斷程序的執(zhí)行方向和先后順序。

2）應(yīng)用舉例

例4，b+=b-=b*b+a，共有四個(gè)運(yùn)算符，我們根據(jù)運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性可以加括號(hào)如下：b+=（b-=（（b*b）+a）），本表達(dá)式中共加了3個(gè)括號(hào)，第一個(gè)括號(hào)和第二個(gè)括號(hào)，是根據(jù)運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)，第三個(gè)括號(hào)是根據(jù)運(yùn)算符的結(jié)合性。3個(gè)括號(hào)的輔助，即讓c語言表達(dá)式的運(yùn)算次序和方向變得一目了然。

3）注意點(diǎn)：括號(hào)的使用可以幫助我們理解表達(dá)式，切記括號(hào)的添加和使用不是隨意的，括號(hào)的使用不能改變?cè)瓉淼倪\(yùn)算次序和方向。

5含有邏輯運(yùn)算符的表達(dá)式的求值，及表達(dá)式中變量的求值

1）邏輯與運(yùn)算符的表達(dá)式。

如果表達(dá)式1&&表達(dá)式2，當(dāng)表達(dá)式1的值為0時(shí)，整個(gè)表達(dá)式運(yùn)算停止，不再對(duì)表達(dá)式2進(jìn)行運(yùn)算。如果表達(dá)式1的值為非0時(shí)，則要對(duì)表達(dá)式2進(jìn)行運(yùn)算。

（1）邏輯與“&&”運(yùn)算符左邊表達(dá)式為假。

例5，如定義：int a=0，b=2。語句1 為：a++&&b++，求語句1的值及執(zhí)行語句1后a和b的值。

解：執(zhí)行語句1，先判斷a++是否為0，由于a為0，所以a++為0，則邏輯表達(dá)式a++&&b++的值為0，表達(dá)式運(yùn)算停止，不再執(zhí)行&&運(yùn)算右邊b++的運(yùn)算。在判斷a是否為非0后，a的值自增1。所以語句1執(zhí)行后，表達(dá)式的值為0。同時(shí)a=1，b=2。

（2）邏輯與“&&”運(yùn)算符左邊表達(dá)式為真。

例6，如定義：int a=1，b=2;

a++&&b++;

求表達(dá)式a++&&b++的值，及執(zhí)行該表達(dá)式后a和b的值。

解：執(zhí)行表達(dá)式a++&&b++，先判斷a是否為0，由于a為非0值1，所以a++為非0。故判斷b是否為非0，b為非0，所以整個(gè)表達(dá)式的值為真。在判斷a是否為非0后，a的值自增1，同理，在判斷b是否為非零后，b自增1，所以，表達(dá)式執(zhí)行完畢后，a=2，b=3。

由此可見，邏輯與表達(dá)式的運(yùn)算，如果“&&”運(yùn)算符左邊表達(dá)式為0，則不執(zhí)行邏輯與運(yùn)算，運(yùn)算停止，邏輯與表達(dá)式的值為假;如果“&&”運(yùn)算符左邊表達(dá)式為非0，則執(zhí)行邏輯與運(yùn)算，表達(dá)式的結(jié)果由右邊表達(dá)式的值決定，右邊表達(dá)式的結(jié)果為0，整個(gè)表達(dá)式為假，右邊表達(dá)式的值為非0，整個(gè)表達(dá)式的結(jié)果為真。

2）邏輯或表達(dá)式的運(yùn)算。

如果表達(dá)式1||表達(dá)式2，當(dāng)表達(dá)式1的值為非0時(shí)，表達(dá)式停止運(yùn)算;如果表達(dá)式1的值為0時(shí)，則繼續(xù)執(zhí)行邏輯或運(yùn)算。

例7，已知a=1，b=1;

++a||++b;

求表達(dá)式++a||++b的值，及執(zhí)行后a、b的值。

解：執(zhí)行表達(dá)式++a||++b，根據(jù)邏輯或結(jié)合性是自左向右，所以先判斷++ a的值，由于++a的值為非0，所以表達(dá)式的值為真，整個(gè)表達(dá)式停止運(yùn)算。在判斷++a是否為0后，a自增1。所以表達(dá)式執(zhí)行結(jié)束后，a=2，b=1。

3）邏輯或與邏輯與的混合表達(dá)式。

（1）這時(shí)候要先判斷邏輯或運(yùn)算符左邊表達(dá)式的結(jié)果，不一定先進(jìn)行與運(yùn)算。

例8，已知，int ?a=1，b=1，c=1;

++a||++b&&++c;

求表達(dá)式++a||++b&&++c的值，及執(zhí)行該表達(dá)式后a、b、c的值。

解：執(zhí)行表達(dá)式++a||++b&&++c，先判斷++a的值，由于++a的值為非0，所以表達(dá)式的值為真，整個(gè)表達(dá)式停止運(yùn)算。這時(shí)候不再執(zhí)行“||”右邊的表達(dá)式“++b&&++c”的運(yùn)算。在判斷++a是否為0后，a自增1。故表達(dá)式執(zhí)行結(jié)束后，a=2，b=1，c=1。

（2）邏輯或“||”運(yùn)算符的左邊表達(dá)式為假，先執(zhí)行邏輯與運(yùn)算。

例9，已知，int ?a=0，b=1，c=1;

a++||++b&&++c;

求表達(dá)式a++||++b&&++c的值，及執(zhí)行該表達(dá)式后a、b、c的值。

解：先判斷a是否為0，由于a為0，則執(zhí)行++b&&++c，判斷++b不為0，執(zhí)行與運(yùn)算，因?yàn)?+c不為0，所以邏輯與表達(dá)式為真，所以表達(dá)式a++||++b&&++c為真。同理，在執(zhí)行完整個(gè)語句后，a=1，b=2，c=2。

從上面的實(shí)例中可以總結(jié)出：邏輯表達(dá)式運(yùn)算時(shí)，最重要的一點(diǎn)是判斷邏輯表達(dá)式什么時(shí)候停止運(yùn)算，什么時(shí)候執(zhí)行運(yùn)算。并通過執(zhí)行過程，可以判斷出變量的值是否改變。

C語言學(xué)習(xí)者，只要在掌握c語言各類運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性基礎(chǔ)上，參照本篇文章所講的五個(gè)要素，多練習(xí)，多思考，多總結(jié)，就能夠準(zhǔn)確地解決各種復(fù)雜的C語言表達(dá)式的運(yùn)算。而以扎實(shí)的基礎(chǔ)，輕松跨入C語言下一階段的學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李紅衛(wèi)，李秉璋.C程序設(shè)計(jì)與訓(xùn)練[M].3版. 大連理工大學(xué)出版社，2014.

[2] 譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)[M].5版. 北京： 清華大學(xué)出版社， 2017.

[3] C/C++語言中的復(fù)合自增自減運(yùn)算規(guī)則探究[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2019（9）：47-49.

[4] 基于省級(jí)創(chuàng)新訓(xùn)練平臺(tái)的“C語言程序設(shè)計(jì)”教學(xué)改革與實(shí)踐[J].科教導(dǎo)刊，2017（22）：115-116.

[5] 李海豐，李俊生，謝麗霞，等."三位一體"的C語言程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2019（11）：93-95.

【通聯(lián)編輯：唐一東】