C/C++运算优先级

前言

最近复习C++基础知识的时候，发现对这部分还是有些模糊。常用的+ - × ÷
，括号等运算符对于它们的优先级还是比较明确的。但是涉及到移位运算，逻辑运算这种，再结合四则运算，就有点分不清了。
为此这篇博客就记录一下，后面再稍微结合点例子举例说明一下。

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1.运算优先级表

优先级	运算符	功能	目数	结合性
1	( )	改变运算优先级或函数调用	双目	从左向右
	[ ]	访问数组元素
	.	直接访问数据成员
	->	间接访问数据成员
2	!	逻辑非	单目	从右到左
	~	按位取反
	+,-	取正,取负
	*	间接访问对象
	&	取对象地址
	++,- -	增1，减1
	( )	强制类型转换
	sizeof	测类型长度
3	*,/,%	乘除取余	双目	从左到右
4	+,-	加减
5	<<,>>,>>>	按位左移，按位右移，无符号右移
6	<,<=,>,>=	小于，小于等于，大于，大于等于
7	==,!=	等于，不等于
8	&	按位与
9	^	按位异或
10	|	按位或
11	&&	逻辑与
12	||	逻辑或
13	?:	条件运算符	三目	从右向左
14	=	赋值	双目	从右向左
	+=,-=	加赋值，减赋值
	*=,/=	乘赋值,除赋值
	%=,&=	取余赋值，按位与赋值
	^=	按位异或赋值
	|=	按位或赋值
	<<=	按位左移赋值
	>>=	按位右移赋值
15	,	逗号运算符	双目	从左向右

2.举例说明：

Example1

求值：5+10*20/2

这个就是简单的四则运算，先乘除再加减。
对应一下上面的表就是,乘除的优先级3比加减的优先级4要高，所以先乘除，同时满足从左到右，因此先是乘，10乘以20，再是除，200除以2，最后在加5，得到的答案为105

Example2

求值：12 / 3 * 4 + 5 * 15 + 24 % 4 / 2

这个和上面类似，只不过多了一个取余%，结合上表，优先级3,4两行。
所要求的式子等价于((12 / 3) * 4) + (5 * 15) + ((24 % 4) / 2)=9

Example3

假设i、j和k是三个整数,说明表达式i!=j<k的含义。

这题就是比较!=和<之间优先级的比较。
查一下表可以看到!=优先级为7,<为6，所以应该先算小于，再判断不等号。
因此上式的求值过程等同于i !=(j<k)，先比较j和k的大小，得到的结果是一个布尔值(1或0);然后判断i的值与之是否相等。

Example4

因为运算符的优先级问题，下面这条表达式无法通过编译。根据上表指出它的问题在哪里?应该如何修改?
string s = “word” ;
string pl = s + s[s.size ( ) - 1] == ‘s’? “” : “s” ;

看这个第二句赋值语句，我们是想判断字符串s的最后一个字符是否是s，如果是的话就不变，否则就让s字符串的最后一个字符为s。
但是这里因为运算符优先级问题，无法实现我们想要的效果。

题目中的几个运算符的优先级次序从高到低是加法运算符、相等运算符、条件运算符和赋值运算符，因此式子的求值过程是先把s和 s [s.size ( ) - 1]相加得到一个新字符串，然后该字符串与字符’s’比较是否相等，这是一个非法操作，并且与程序的原意不符。
要想实现程序的原意，即先判断字符串s 的最后一个字符是否是’s’，如果是，什么也不做;如果不是，在 s 的末尾添加一个字符’s’，我们应该添加括号强制限定运算符的执行顺序。
string pl = s + (s [s.size() - 1] == 's'? "" : "s") ;

Example5

如果一台机器上int占32位.char占8位,用的是 Latin-1字符集，其中字符’q’的二进制形式是01110001，那么表达式~ ‘q’<<6的值是什么?

在位运算符中，运算符~(优先级2)的优先级高于<<(优先级5)，因此先对q按位求反，因为位运算符的运算对象应该是整数类型，所以字符’q’首先转换为整数类型。如题所示，char占8位而int占32位,所以字符’q’转换后得到
00000000 0000000 00000000 01110001，按位求反得到11111111 11111111 11111111 10001110;接着执行移位操作，得到11111111 11111111 11100011 10000000。
C++规定整数按照其补码形式存储，对上式求补，得到10000000 000000000011100 10000000，即最终结果的二进制形式，转换成十进制形式是-7296。

Example6

说明下面这条表达式的含义。
somevalue ?＋＋x,++y : - -x,- -y

这个咋一看，somevalue为真，那就++x,++y，否则就- -x,- -y。
我们自己看一下上面的表，这里的条件运算符和逗号之间的优先级还是存在一些差异的。

C++规定条件运算符的优先级高于逗号运算符,所以somevalue ? ++x，++y :- -x,- -y
实际上等价于(somevalue ? ++x,++y : - -x),- -y。
它的求值过程是，首先判断somevalue是否为真，如果为真，依次执行++x和++y，最后执行- -y;如果为假，执行- -x和- -y。

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总结

这篇博客总结了一下运算优先级表，并举了一些简单和稍微复杂的例子作为辅助。后期在编程中遇到优先级问题，其实最好的方式我觉得是加括号。但是有时做题目，或者看别人的代码，理解时还需要脑子里有这个对照表。