C语言表达式运算技巧探究

白宗辉

摘要：通过具体的步骤和案例分析，详解C语言表达式的运算方法和技巧。论文的研究成果，即是表达式求解的具体思路、方法和技巧，可以为C语言学习者借鉴学习，也可以为C语言教师提供教学参考。

关键词：表达式运算;运算符;方法;技巧

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）32-0109-02

C语言中的表达式的类型比较多，有算术表达式，赋值表达式，条件表达式，逗号表达式，关系表达式和逻辑表达式等。每种表达式都有特定的运算符，有的有一个，有的有多个。 我们实际学习中遇到的表达式，大部分不是一种表达式，而是几种不同类型的混合表达式，表达式中更有多种不同的运算符和操作数。

因此很多学习C程序设计的学生，比较畏惧c语言表达式的运算问题，遇到之后，感觉无从下手。本文将深入探究有关c语言表达式的运算技巧问题，供C语言学习的初学者和C语言授课教师借鉴和参考。

1考虑优先级

1）定义：表达是由各种运算符和操作数组成，一个表达式中，操作数和运算符的结合先后次序是由运算符的优先级决定。不同的运算符具有不同的优先级。优先级越高，越先进行计算。

2） C运算优先级与结合性表（表一）：C语言运算符的优先级共有15级，按照次序，最高的是1级，最低的是15级。

要求学生必须熟记每一种运算符的优先级。

3）应用举例。

例1，c语言表达式：-a+（a+b）/2。分析表达式后可知，表达式中优先级最高的运算符是“（）”是1级，余下依次是“-”是2级，“/”是3级，“+”是4级。表达式的运算过程：

（1）求负运算符高于加法运算符，先求-a的值。

（2）括号运算符优先级高于除法优先级，求（a+6）的值。

（3）除法的优先级高于加法优先级，求（2）/2的值。

（4）求（1）+（3）的值，结算线束。

2考虑结合性

1）定义：如果运算符的优先级相同，那么运算次序由结合性决定。结合性是指操作数左右两边的两个运算符的优先级相同时，应该优先运算的方向。结合性分为左结合性即运算方向为自左至右，和右结合性即运算方向为自右至左。

具体规则可查阅表一。这就要求，学生能够像熟练掌握运算符的优先级一样，要牢记每个运算符的结合性。

2）结合性应用举例：

例2，如a、b、c、d均为整型变量，求表达式a=b=c=d=3的值。

根据运算符的结合性可知，运算符的结合方向为自右向左，变量赋值过程如下，d=3，c=d，c=3，b=c，b=3，a=b，a=3。

3及时标注变量值的变化

1）概念注释：表达式中有赋值运算符时，变量都会进行初始化赋值。但是变量的值在运算过程中是会发生变化的，每次运算时，要看变量上一次结束后的最新值。如果一直用初始化的值，那么就会出错了。

2）应用举例，

例3，已知b=10，求c语言表达式： b+=b-=b*b的值。

根据我们上面讲到的运算规则，

（1）考虑优先级，先进行b*b运算，即b*b=10*10=100，表达式b+=b-=b*b变为b+=b-=100。此时无变量值发生变化。

（2）考虑结合性：计算b+=b-=100，根据赋值运算符结合性是自右向左，先执行b-=100，相当于b=b-100=10-100= -90，此时应及时标注变量变化，即b=-90，同时表达式b==b-= 100变为b+=-90。再运算b+= -90，相当于b=b+（-90）=-90-90= -180。

在本步骤中可以注意到，变量的标注其实是伴随着优先级和结合性使用过程当中的，并不是单独地存在于某一环节。

4合理使用辅助工具“括号”

1）概念注释：虽然，我们知道在计算顺序上可以利用优先级和结合性判定c语言表达式的运算方向。但有时候在计算的时候直观性仍然很差。这时候我们可以在表达式中添加括号，来辅助我们清晰判断程序的执行方向和先后顺序。

2）应用举例

例4，b+=b-=b*b+a，共有四个运算符，我们根据运算符的优先级和结合性可以加括号如下：b+=（b-=（（b*b）+a）），本表达式中共加了3个括号，第一个括号和第二个括号，是根据运算符的优先级，第三个括号是根据运算符的结合性。3个括号的辅助，即让c语言表达式的运算次序和方向变得一目了然。

3）注意点：括号的使用可以帮助我们理解表达式，切记括号的添加和使用不是随意的，括号的使用不能改变原来的运算次序和方向。

5含有逻辑运算符的表达式的求值，及表达式中变量的求值

1）逻辑与运算符的表达式。

如果表达式1&&表达式2，当表达式1的值为0时，整个表达式运算停止，不再对表达式2进行运算。如果表达式1的值为非0时，则要对表达式2进行运算。

（1）邏辑与“&&”运算符左边表达式为假。

例5，如定义：int a=0，b=2。语句1 为：a++&&b++，求语句1的值及执行语句1后a和b的值。

解：执行语句1，先判断a++是否为0，由于a为0，所以a++为0，则逻辑表达式a++&&b++的值为0，表达式运算停止，不再执行&&运算右边b++的运算。在判断a是否为非0后，a的值自增1。所以语句1执行后，表达式的值为0。同时a=1，b=2。

（2）逻辑与“&&”运算符左边表达式为真。

例6，如定义：int a=1，b=2;

a++&&b++;

求表达式a++&&b++的值，及执行该表达式后a和b的值。

解：执行表达式a++&&b++，先判断a是否为0，由于a为非0值1，所以a++为非0。故判断b是否为非0，b为非0，所以整个表达式的值为真。在判断a是否为非0后，a的值自增1，同理，在判断b是否为非零后，b自增1，所以，表达式执行完毕后，a=2，b=3。

由此可见，逻辑与表达式的运算，如果“&&”运算符左边表达式为0，则不执行逻辑与运算，运算停止，逻辑与表达式的值为假;如果“&&”运算符左边表达式为非0，则执行逻辑与运算，表达式的结果由右边表达式的值决定，右边表达式的结果为0，整个表达式为假，右边表达式的值为非0，整个表达式的结果为真。

2）逻辑或表达式的运算。

如果表达式1||表达式2，当表达式1的值为非0时，表达式停止运算;如果表达式1的值为0时，则继续执行逻辑或运算。

例7，已知a=1，b=1;

++a||++b;

求表达式++a||++b的值，及执行后a、b的值。

解：执行表达式++a||++b，根据逻辑或结合性是自左向右，所以先判断++ a的值，由于++a的值为非0，所以表达式的值为真，整个表达式停止运算。在判断++a是否为0后，a自增1。所以表达式执行结束后，a=2，b=1。

3）逻辑或与逻辑与的混合表达式。

（1）这时候要先判断逻辑或运算符左边表达式的结果，不一定先进行与运算。

例8，已知，int  a=1，b=1，c=1;

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

求表达式++a||++b&&++c的值，及执行该表达式后a、b、c的值。

解：执行表达式++a||++b&&++c，先判断++a的值，由于++a的值为非0，所以表达式的值为真，整个表达式停止运算。这时候不再执行“||”右边的表达式“++b&&++c”的运算。在判断++a是否为0后，a自增1。故表达式执行结束后，a=2，b=1，c=1。

（2）逻辑或“||”运算符的左边表达式为假，先执行逻辑与运算。

例9，已知，int  a=0，b=1，c=1;

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

求表达式a++||++b&&++c的值，及执行该表达式后a、b、c的值。

解：先判断a是否为0，由于a为0，则执行++b&&++c，判断++b不为0，执行与运算，因为++c不为0，所以逻辑与表达式为真，所以表达式a++||++b&&++c为真。同理，在执行完整个语句后，a=1，b=2，c=2。

从上面的实例中可以总结出：邏辑表达式运算时，最重要的一点是判断逻辑表达式什么时候停止运算，什么时候执行运算。并通过执行过程，可以判断出变量的值是否改变。

C语言学习者，只要在掌握c语言各类运算符的优先级和结合性基础上，参照本篇文章所讲的五个要素，多练习，多思考，多总结，就能够准确地解决各种复杂的C语言表达式的运算。而以扎实的基础，轻松跨入C语言下一阶段的学习。

参考文献：

[1] 李红卫，李秉璋.C程序设计与训练[M].3版. 大连理工大学出版社，2014.

[2] 谭浩强.C程序设计[M].5版. 北京： 清华大学出版社， 2017.

[3] C/C++语言中的复合自增自减运算规则探究[J].电脑编程技巧与维护，2019（9）：47-49.

[4] 基于省级创新训练平台的“C语言程序设计”教学改革与实践[J].科教导刊，2017（22）：115-116.

[5] 李海丰，李俊生，谢丽霞，等."三位一体"的C语言程序设计课程教学改革实践[J].计算机时代，2019（11）：93-95.

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