阅读对象:C 语言初学者、在校学生、初级嵌入式/系统开发工程师
目标:不仅让你“记住”运算符,更让你“理解”代码背后的逻辑。
如果把变量比作 C 语言中的“积木”,那么运算符就是粘合这些积木的“胶水”和“工具”。没有它们,你的程序就是一堆静止的数据,没有任何逻辑和动作。
C 语言的运算符非常丰富且灵活,这也是 C 语言强大的原因之一。但灵活往往伴随着陷阱。今天,我们就来深入浅出地拆解 C 语言中那些最常用的运算符,带你避开新手常踩的坑。
一、 算术运算符:数学计算的基础
这些是最直观的运算符,和我们小学通过学的数学基本一致。
常见符号:+(加),-(减),*(乘),/(除),%(取模/求余)
💡 核心概念
- 除法 (
/):在 C 语言中,整数除以整数,结果还是整数(直接截断小数部分,不四舍五入)。只有当操作数中至少有一个是浮点数时,结果才是浮点数。 - 取模 (
%):实际上就是“求余数”。它只能用于整数。
💻 实战示例
#include <stdio.h> int main() { int a = 10, b = 3; float x = 10.0f; // 整数除法 int div_int = a / b; // 浮点数除法 float div_float = x / b; // 取模 int mod_res = a % b; printf("10 / 3 = %d\n", div_int); printf("10.0 / 3 = %.2f\n", div_float); printf("10 %% 3 = %d\n", mod_res); // 注意:printf中输出%需要写成%% return 0; }🔍 结果分析
10 / 3输出3:这是新手常犯的错,以为会得到3.33。因为a和b都是int,C 语言会无情地丢弃小数部分。10.0 / 3输出3.33:因为x是浮点数,运算自动升级为浮点运算。10 % 3输出1:10 除以 3 商 3 余 1。%运算常用于判断奇偶数(n % 2)或限制数值范围。
二、 关系运算符:世界的真与假
用于比较两个值。
常见符号:>(大于),<(小于),>=(大于等于),<=(小于等于),==(等于),!=(不等于)
💡 核心概念
C 语言(C89 标准)中没有专门的布尔类型(true/false)。
- 真:非 0 的值。
- 假:0。
- 运算结果:关系运算的结果只有两种:
1(真) 或0(假)。
💻 实战示例
#include <stdio.h> int main() { int score = 85; int is_pass = (score >= 60); // 比较结果存入变量 if (score == 100) { printf("满分!\n"); } else if (is_pass) { printf("及格了,结果为: %d\n", is_pass); } else { printf("不及格。\n"); } return 0; }🔍 结果分析
score >= 60成立,所以is_pass的值为1。- 新手天坑:千万不要把
==(判断相等)写成=(赋值)!如果不小心写成if (score = 100),那么score会被赋值为 100(非0),导致条件永远为真。
三、 逻辑运算符:复杂条件的组合
当你需要同时满足多个条件(并且)或者满足其中一个条件(或者)时使用。
常见符号:&&(逻辑与/并且),||(逻辑或/或者),!(逻辑非/取反)
💡 核心概念
- 短路求值 (Short-circuit):这是重点!
A && B:如果 A 已经是假(0),电脑就不会再去计算 B 了,因为结果注定是假。A || B:如果 A 已经是真(非0),电脑就不会再去计算 B 了,因为结果注定是真。
💻 实战示例
#include <stdio.h> int main() { int a = 0; int b = 10; // 逻辑与测试 if (a != 0 && (b / a > 1)) { printf("这行代码永远不会执行,也不会报错。\n"); } else { printf("安全避免了除以0错误。\n"); } // 逻辑或测试 int x = 1; if (x == 1 || (b++ > 10)) { // 因为 x==1 为真,后面的 b++ 其实根本没执行 printf("逻辑或成立。\n"); } printf("b 的值依然是: %d (未变)\n", b); return 0; }🔍 结果分析
a != 0为假,所以后面的(b / a > 1)直接被跳过。这保护了程序没有发生“除以0”崩溃。- 同样的,
b的值最后还是 10,因为b++被短路了。
四、 自增/自减运算符:加一减一的魔法
让变量自己加 1 或减 1。
常见符号:++(自增),--(自减)
💡 核心概念
- 前缀 (
++i):先加 1,再使用。 - 后缀 (
i++):先使用当前值,用完这行语句后再加 1。
💻 实战示例
#include <stdio.h> int main() { int i = 5; int j = 5; int a = ++i; // 先加,i变6,赋值给a int b = j++; // 先赋值,b是5,j再变6 printf("a = %d, i = %d\n", a, i); printf("b = %d, j = %d\n", b, j); return 0; }🔍 结果分析
a得到了6,b却只得到了5。虽然最后i和j都变成了 6,但在赋值的那一瞬间,时机决定了一切。
五、 位运算符:直接操作二进制
对于嵌入式开发和底层系统编程,位运算是必修课。
常见符号:&(按位与),|(按位或),^(按位异或),~(按位取反),<<(左移),>>(右移)
💡 核心概念
&(清零器):遇 0 则 0。常用于把某一位清零。|(设定器):遇 1 则 1。常用于把某一位设为 1。<<(放大器):左移 1 位 相当于 乘以 2。
💻 实战示例
#include <stdio.h> int main() { unsigned char flag = 0x01; // 二进制: 0000 0001 // 将第3位(bit 2)置为1 // 0x04 是 0000 0100 flag = flag | 0x04; // 结果应为 0000 0101 (即 0x05) printf("置位后: 0x%02X\n", flag); // 将刚置好的位再清零 // ~0x04 是 1111 1011 flag = flag & (~0x04); // 结果回到 0000 0001 printf("清零后: 0x%02X\n", flag); return 0; }六、 避坑指南:优先级与易错点
1. 致命的=与==
这几乎是每个 C 语言程序员的“成人礼”。
int x = 5; if (x = 0) { // 上面这句意思是:把0赋值给x,表达式结果为0(假)。 // 所以这里永远不会执行。 printf("Happens?"); }建议:当你比较变量和常量时,老手习惯写成if (0 == x)。这样如果你少写一个等号if (0 = x),编译器会直接报错(因为不能给常量赋值)。
2. 谁先谁后?(优先级)
C 语言运算符优先级非常多,死记硬背容易忘。
经典反例:
if (flags & MASK == 0)你以为是判断(flags & MASK)的结果是否等于 0?错!==的优先级比&高。 实际执行的是:flags & (MASK == 0)。这完全不是你想要的代码。
💡 黄金法则:不要吝啬括号!当你拿不准优先级,或者代码看起来稍微有点复杂时,加上括号。
- ✅
if ((flags & MASK) == 0)
这样既安全,又让读你代码的人感谢你。
总结
C 语言的运算符是构建程序逻辑的基石。
- 算术运算要注意整数除法的截断。
- 关系运算要注意
=和==的区别。 - 逻辑运算得懂“短路”特性。
- 位运算是操作硬件及其高效计算的神器。
- 自增自减要分清前后缀。
代码是写给人看的,顺便给机器运行。掌握这些运算符,不仅是为了写出能跑的代码,更是为了写出健壮、清晰、无歧义的代码。