重学C语言：运算符与优先级

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C 语言有很多种运算符（差不多50种），如果一条表达式中有多个运算符，就不可避免的产生二义性．C 语言通过优先级与结合性来解决这个问题，因运算符过多，优先级难以全部准确记忆，故将运算符优先级表记录在此，以备日后有疑问时进行查阅．

C 运算符优先级

运算符的种类

常用的运算符有如下几类：

  1. 算数运算符（+ - * / % ++ --）
  2. 关系运算符（== != > < >= <=）
  3. 逻辑运算符（&& || !）
  4. 位运算符（& | ^）
  5. 赋值运算符（= += -+ *= /= %= <<= >>= &= ^= |=）
  6. 杂项运算符（sizeof() & * ?:）

算数运算符

+和-既可以是一元运算符正负号，又可以是二元运算符加减．一元运算符优先级要高于二元运算符．

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-i + j / k; // 等价于 (-i) + ( j / k)

当表达式中包含两个或者更多个相同优先级的运算符时，就需要根据结合性的规则来运算．

如果运算符是从左向右结合的，就称为左结合，如果是从右像左结合的就称为右结合．二元算数运算符都是左结合的．

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i - j - k; // 等价于 (i - j) - k
i * j / k; // 等价于 (i * j) / k

一元算数运算符都是右结合的．

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- + i; // 等价于 -(+i)

赋值运算符

在许多编程语言中，赋值是语句．然而，在C语言中，赋值就像 + 一样是运算符．换句话说，赋值操作产生结果，就如同两数相加产生结果一样．赋值表达式 v=e 的值就是赋值运算后 v 的值.

既然赋值是运算符，那么多个赋值就可以串联在一起：

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i = j = k = 0;

运算符 = 是右结合的，所以上述表达式等价于：

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i = (j = (k = 0));

有一个例子来说明赋值表达式：

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char *strcat (char *s1, const char *s2)
{
    char *p = s1;
    while (*p)
        p++;
    while (*p++ = *s2++)
        ;
    return s1;
}

这是个字符串拼接函数，函数中的两个 while 循环的条件表达式都是赋值表达式，因此除了空字符以外所有的字符都为真，当指针到达字符串末尾的 '\0' 时，表达式的值为　0.

自增运算符和自减运算符

自增自减运算符略微有些复杂，那是因为它们既可以作为前缀又可以作为后缀，而且它们还有个副作用就是:会改变操作数的值.

因此，使用自增自减运算符时，我们要谨记两点：

  1. 表达式的值
  2. 操作数的值
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int i = 1;
printf("i is %d\n", i++); // prints "i is 1"
printf("i is %d\n", i);   // prints "i is 2"

int i = 1;
printf("i is %d\n", ++i); // prints "i is 2"
printf("i is %d\n", i);   // prints "i is 2"

i++ 先赋值再自增，++i 先自增再赋值．

需要注意的是，后缀运算符要比前缀运算符优先级要高，从文章开头的表格中可以看到，后缀自增自减优先级为 1，前缀自增自减优先级为 2．

试想一下，对于 *p++;　语句，自增的是指针还是指针指向的值呢？

很多地方包括 K&R 都是这样解释：尽管 * 和 ++ 的优先级相同，但由于连接的规则是从右往左，所以 p 先和 ++ 进行连接．因此，被自增的不是 *p 而是 p．

对照开头的优先级表，后缀 ++ 优先级要比间接寻址运算符 * 高，因此被进行加法的不是 *p 而是 p．

从语法上看，这种解释才比较合理．

表达式语句

C 语言有一条不同寻常的规则，那就是任何表达式都可以用作语句．换句话说，不论表达式是什么类型，计算什么结果，我们都可以通过在后面添加分号将其转化为语句．例如，可以把表达式 ++i 转换为语句

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i++;

i 先自增再赋值，但是值会被丢弃，接着执行下一条语句．

一个优先级引起的错误

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void str_cli(FILE *fp, int sockfd)
{
    ssize_t n;
    char sendline[MAXLINE];
    char recieve[MAXLINE];

    while (fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL)
    {
        // 消除字符串中的换行符
        int i = strlen(sendline);
        if (sendline[i - 1] == '\n')
        {
            sendline[i - 1] = 0;
        }

        Writen(sockfd, sendline, strlen(sendline));

        if ((n = read(sockfd, recieve, MAXLINE) == 0))
            err_quit("str_cli: server terminated prematurely");

        recieve[n] = 0;
        Fputs(recieve, stdout);
        Fputs("\n", stdout);
    }
}

这是我编写的一个 socket 客户端的代码，我在读取 socket 描述符中的内容时犯了错误，在 if 条件中的括号放错了位置，这导致我原本想要进行：

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if ((n = read(sockfd, recieve, MAXLINE)) == 0)

变成了：

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if ((n = read(sockfd, recieve, MAXLINE) == 0))

也就是条件变成了 n = read() == 0，对照优先级表，关系运算符 == 要比赋值运算符 = 优先级高，所以这里先进行 read　读取，再与0进行判等，当有正常内容被读出的时候，结果为假，之后赋值给 n，这里 n 会变成 0，进而造成 recieve 被置空．