第5章 运算符、表达式和语句

本章介绍以下内容：
关键字：while、typedef
运算符：=、-、*、/、%、++、--、(类型名)
C语言的各种运算符，包括用于普通数学运算的运算符
运算符优先级以及语句、表达式的含义
while循环
复合语句、自动类型转换和强制类型转换
如何编写带有参数的函数
现在，读者已经熟悉了如何表示数据，接下来我们学习如何处理数据。C 语言为处理数据提供了大量的操作，可以在程序中进行算术运算、比较值的大小、修改变量、逻辑地组合关系等。我们先从基本的算术运算（加、减、乘、除）开始。
组织程序是处理数据的另一个方面，让程序按正确的顺序执行各个步骤。C 有许多语言特性，帮助你完成组织程序的任务。循环就是其中一个特性，本章中你将窥其大概。循环能重复执行行为，让程序更有趣、更强大。

5.1 循环简介

5.2 基本运算

5.2.1 赋值运算符：=

用于储存值的数据存储区域统称为数据对象（data object）

左值（lvalue）是 C 语言的术语，用于标识特定数据对象的名称或表达式

可修改的左值（modifiable lvalue），用于标识可修改的对象。

右值（rvalue）指的是能赋值给可修改左值的量，且本身不是左值

5.2.2 加法运算符：+

5.2.3 减法运算符：-

+和-运算符都被称为二元运算符（binary operator），即这些运算符需要两个运算对象才能完成操作

5.2.4 符号运算符：-和+

以这种方式使用的负号被称为一元运算符（unary operator）。一元运算符只需要一个运算对象

5.2.5 乘法运算符：*

5.2.6 除法运算符：/

浮点数除法的结果是浮点数，而整数除法的结果是整数。整数是没有小数部分的数。这使得5除以3很让人头痛，因为实际结果有小数部分。在C语言中，整数除法结果的小数部分被丢弃，这一过程被称为截断（truncation）

整数除法会截断计算结果的小数部分（丢弃整个小数部分），不会四舍五入结果。混合整数和浮点数计算的结果是浮点数

5.2.7 运算符优先级

表5.1 运算符优先级（从低至高）

5.2.8 优先级和求级顺序

5.3 其他运算符

5.3.1 sizeof运算符和size_f类型

sizeof运算符以字节为单位返回运算对象的大小

C 语言规定，sizeof 返回 size_t 类型的值。这是一个无符号整数类型，但它不是新类型。前面介绍过，size_t是语言定义的标准类型

C99 做了进一步调整，新增了%zd 转换说明用于 printf()显示 size_t 类型的值。如果系统不支持%zd，可使用%u或%lu代替%zd。

5.3.2 求模运算符：%

求模运算符只能用于整数，不能用于浮点数

5.3.3 递增运算符：++

a_post = a++;   // 后缀：使用a的值乊后，递增a
b_pre= ++b;    // 前缀：使用b的值乊前，递增b

5.3.4 递减运算符：--

5.3.5 优先级

5.3.6 不要自作聪明

5.4 表达式和语句

5.4.1 表达式

表达式（expression）由运算符和运算对象组成

每个表达式都有一个值

5.4.2 语句

语句（statement）是C程序的基本构建块。一条语句相当于一条完整的计算机指令。在C中，大部分语句都以分号结尾

最简单的语句是空语句：
;   //空语句

副作用是对数据对象或文件的修改

序列点（sequence point）是程序执行的点，在该点上，所有的副作用都在进入下一步之前发生

5.4.3 复合语句（块）

复合语句（compound statement）是用花括号括起来的一条或多条语句，复合语句也称为块（block）

缩进对编译器不起作用

缩进是为了让读者一眼就可以看出程序是如何组织的

总结 表达式和语句
表达式：
表达式由运算符和运算对象组成。最简单的表达式是不带运算符的一个常量或变量（如，22 或beebop）。更复杂的例子是55 + 22和vap = 2 * (vip + (vup = 4))。
语句：
到目前为止，读者接触到的语句可分为简单语句和复合语句。简单语句以一个分号结尾。如下所示：
赋值表达式语句:   toes = 12;
函数表达式语句:   printf("%d\n", toes);
空语句:      ;  /* 什么也不做 */
复合语句（或块）由花括号括起来的一条或多条语句组成。如下面的while语句所示：
while (years < 100)
{
wisdom = wisdom * 1.05;
printf("%d %d\n", years, wisdom);
years = years + 1;
}

5.5 类型转换

1.当类型转换出现在表达式时，无论是unsigned还是signed的char和short都会被自动转换成int，如有必要会被转换成unsigned int（如果short与int的大小相同，unsigned short就比int大。这种情况下，unsigned short会被转换成unsigned int）。在K&R那时的C中，float会被自动转换成double（目前的C不是这样）。由于都是从较小类型转换为较大类型，所以这些转换被称为升级（promotion）。
2.涉及两种类型的运算，两个值会被分别转换成两种类型的更高级别。
3.类型的级别从高至低依次是long double、double、float、unsigned long long、long long、unsigned long、long、unsigned int、int。例外的情况是，当 long 和 int 的大小相同时，unsigned int比long的级别高。之所以short和char类型没有列出，是因为它们已经被升级到int或unsigned int。
4.在赋值表达式语句中，计算的最终结果会被转换成被赋值变量的类型。这个过程可能导致类型升级或降级（demotion）。所谓降级，是指把一种类型转换成更低级别的类型。
5.当作为函数参数传递时，char和short被转换成int，float被转换成double。第9章将介绍，函数原型会覆盖自动升级。

如果把一个浮点值转换成整数类型会怎样？当浮点类型被降级为整数类型时，原来的浮点值会被截断

强制类型转换（cast），即在某个量的前面放置用圆括号括起来的类型名，该类型名即是希望转换成的目标类型。圆括号和它括起来的类型名构成了强制类型转换运算符（cast operator），其通用形式是：
(type)
用实际需要的类型（如，long）替换type即可。

总结 C的一些运算符
下面是我们学过的一些运算符。
赋值运算符：
= 将其右侧的值赋给左侧的变量
算术运算符：
+    将其左侧的值与右侧的值相加
-    将其左侧的值减去右侧的值
-    作为一元运算符，改变其右侧值的符号
*    将其左侧的值乘以右侧的值
/    将其左侧的值除以右侧的值，如果两数都是整数，计算结果将被截断
%    当其左侧的值除以右侧的值时，取其余数（只能应用于整数）
++    对其右侧的值加1（前缀模式），或对其左侧的值加1（后缀模式）
--    对其右侧的值减1（前缀模式），或对其左侧的值减1（后缀模式）
其他运算符：
sizeof    获得其右侧运算对象的大小（以字节为单位），运算对象可以是一个被圆括号括起来的类型说明符，如sizeof(float)，或者是一个具体的变量名、数组名等，如sizeof foo
(类型名)   强制类型转换运算符将其右侧的值转换成圆括号中指定的类型，如(float)9把整数9转换成浮点数9.0

5.6 带参数的函数

5.7 示例程序

5.8 关键概念

5.9 本章小结

C 语言有许多运算符，如本章讨论的赋值运算符和算术运算符。一般而言，运算符需要一个或多个运算对象才能完成运算生成一个值。只需要一个运算对象的运算符（如负号和 sizeof）称为一元运算符，需要两个运算对象的运算符（如加法运算符和乘法运算符）称为二元运算符。
表达式由运算符和运算对象组成。在C语言中，每个表达式都有一个值，包括赋值表达式和比较表达式。运算符优先级规则决定了表达式中各项的求值顺序。当两个运算符共享一个运算对象时，先进行优先级高的运算。如果运算符的优先级相等，由结合律（从左往右或从右往左）决定求值顺序。
大部分语句都以分号结尾。最常用的语句是表达式语句。用花括号括起来的一条或多条语句构成了复合语句（或称为块）。while语句是一种迭代语句，只要测试条件为真，就重复执行循环体中的语句。
在C语言中，许多类型转换都是自动进行的。当char和short类型出现在表达式里或作为函数的参数（函数原型除外）时，都会被升级为int类型；float类型在函数参数中时，会被升级为double类型。在K&R C（不是ANSI C）下，表达式中的float也会被升级为double类型。当把一种类型的值赋给另一种类型的变量时，值将被转换成与变量的类型相同。当把较大类型转换成较小类型时（如，long转换成short，或 double 转换成 float），可能会丢失数据。根据本章介绍的规则，在混合类型的运算中，较小类型会被转换成较大类型。
定义带一个参数的函数时，便在函数定义中声明了一个变量，或称为形式参数。然后，在函数调用中传入的值会被赋给这个变量。这样，在函数中就可以使用该值了。