一、操作符

包括：算术操作符，移位操作符，位操作符，赋值操作符，单目操作符，关系操作符，逻辑操作符，条件操作符，下标引用，函数调用，结构体成员调用。

1、算术操作符

加、减、乘、除、取模（%）
取模的两个操作数只能是整型值。

2、移位操作符

左移位：<< 最左边几位丢弃，最右边几位补0；
右移位：>> （1）逻辑移位：最右边几位丢弃，左边补0；
（2）算术移位：最右边几位丢弃，左边符号位为0，则全移入0，为1则全移入1。

标准规定无符号数都执行逻辑移位，而有符号数执行的是逻辑移位还是算术移位由编译器决定，若移位的位数超过操作数的位数，则具体情况由编译器决定。

所以出现有符号数移位操作的程序是不可移植的。

3、位操作符

& | ^ （与，或，异或）
通常用于位操作，修改变量指定位的值。
举例：
value的第bit_number位置1：
value |= 1 << bit_number;
value的第bit_number位置0：
value &= ~ (1 << bit_number);
测试指定位是否为1，为1则表达式非0：
value &= 1 << bit_number;

4、赋值操作符

赋值是表达式的一种，而不是某种类型的语句，所以只要允许出现表达式的地方都可以进行赋值。

举例：
a = x = y + 3;
a和x被赋的值并不是同一个值
若x的长度不够，则x被赋予的y+3值会被截短，再存储于x中，之后这个被截短的值再被赋予到a中。

复合赋值符：+=，-=，|=等等，多使用可以使代码更简洁。

5、单目操作符

！； ++； -- ； + ；-； ~ ；& ；* ；sizeof ； (类型)

sizeof()：判断操作数的类型长度，以字节为单位。
sizeof (int)：必须加括号；
sizeof x：可以不加括号；

举例：
16位机器中：int arry[10];
则sizeof(arry)=20
sizeof(arry[0])=2
sizeof(arry)/sizeof(arry[0])=10，即数组中元素的个数。

sizeof(a = b + 3)：sizeof可以判断表达式的长度，此时不需要求表达式的值，所以a并没有被赋值；表达式返回a的大小。

(类型)：强制类型转换（cast），具有很高的优先级，所以注意：把强制类型转换放在表达式的前面只会改变第一个项目的类型，要操作整个表达式的话，就要加括号。
float(a)：获得a对应的浮点数值。
增值++和减值--操作符。
前缀操作符在变量被使用之前改变变量的值；
后缀操作符在变量被使用之后改变变量的值。

举例：
c = ++a; d=a++;
其中，c得到a增加之前的值，d得到a增加之后的值。

前缀和后缀形式的增值操作都复制了一份变量值的拷贝，用于周围表达式的值是这份拷贝来的值（赋值表达式）；
前缀形式，在变量值增加之后复制，后缀形式，在变量值增加之前复制。
因此这些操作符的结果不是被他们修改的变量，而是变量值的拷贝。
++a = 10;
这条语句时错误的，++a的结果是变量值的拷贝，不是变量a本身，因此无法向一个值进行赋值。

6、关系操作符

>；>=；<；<=；!=；==

关系操作符的结果是一个整型值，而不是布尔值，可以将结果赋值给整型变量。（C语言中没有布尔类型，所以用整数来代替，非0位真，0为假）

7、逻辑操作符

逻辑与&&，逻辑或||，都会控制表达式的顺序执行：
从左到右依次执行，&&若左操作数为假，则后续右操作数不再求值，整个表达式为假，||逻辑或同理。这个行为被称为“短路求值”（short-circuited evaluation）。

举例：
if(a<b && c>d)
if(a<b & c>d)
和
if(a && b)
if(a & b)
第一组语句的结果一样，因为关系操作符的结果只能是0或1，而第二组语句结果不一样，因为若a，b非0，则第一个一定为真，而a，b按位与的值并不一定非0，所以不一定为真。

8、条件操作符

expression1 ? expression2 : expression3
会控制子表达式的求值顺序，expression2和expression3只会执行其中一个。
b = a > 5 ? 3 : -20;
a > 5则b = 3，否则b = -20。
条件操作符的作用有时类似于if，else，且比它更简洁。

9、逗号操作符

expression1,expression2,expression3,......,expressionN
将多个表达式用逗号分开，并从左到右依次执行，整个表达式的值为最后那个表达式的值。

while(a = get_value(), count_value( a ), a>0)
{
  expression;
}

因为依次执行，所以用在循环语句的测试表达式中时，获得下一个测试值语句只出现一次，修改时只需要在一个地方修改，方便程序的维护。

二、表达式求值

表达式的求值顺序由所包含操作符的优先级和结合性决定；
求值过程中的类型转换。

1、隐式类型转换（implicit conversion）

发生的情况：
- 算术表达式或逻辑表达式的操作数类型不相同时；（执行常用算术转换，即usual arithmetic conversion）
- 操作符两边的变量类型不相同时；
- 函数调用时，实参与形参不匹配时；
- return语句中表达式类型和函数返回值类型不匹配时。
隐式转换规则
long double
double
float
unsigned long int
long int
unsigned int
int
排名较低的操作数首先转换为另一个操作数的类型，即低精度数像高精度数转换。
但是，在32位机器上，int类型和long字长相同，这时unsigned int的精度就比long精度高。
整型运算符的精度至少是缺省整型类型，则运算过程中，字符型和短整型在使用之前被转换成普通整型，这种转换过程被称为整型提升（integral promotion）。
提升精度往往无害，但降低精度可能会导致问题，低精度类型可能不够大，不能容纳高精度的完整数据。

（1）算术转换

举例：

char a,b,c;
  statement;
  a = b + c;

首先，b和c的值被提升为整型，然后，执行加法运算，最后，将结果截短后赋值并存储于a中。

当然，也可以使用强制类型转换执行显示转换（explicit conversion）：(int)a = b + c;

（2）显示转换

举例：

int a = 5000;
int b = 25;
long c = a * b;

在32位机器上，int和long int都是32位，这段代码运行起来没有问题；但在16位机器上，int是16位，long是32位，a*b的值应该是int型，但由于数据类型不够大（max = 2^16 - 1 = 65535），所以发生溢出，c会被赋一个无意义的值，因此需要进行强制类型转换：
long c = (long)a*b;
注意：long c = (long)(a*b);是错误的，因为溢出在强制转换之前就已经发生了，所以这样做不会有任何改变。
数据溢出：
- 有符号数的数据溢出是未定义的；
- 无符号数的数据溢出：溢出后的数以2^(8*sizeof(type))作模运算。比如用unsigned char型变量存储258，其实存进去的是258-2^8=2。

（3）操作符两边表达式的转换

举例：

unsigned int a = 6;
int b = -20;
int c = (a + b) > 6 ? 1 : 2;

在加法运算中a和b类型不一致，会发生隐式转换，将int型转换为unsigned int型，b=-20转换为无符号数会变成一个很大的整数，因为无符号负数转换为的正数是用负数的补码所表示的，正数的源码，反码，和补码相同。所以，程序输出1，而不是2。

举例：

if(strlen(arry) < 10)
if(strlen(arry) - 10 < 0)

这两条语句不等价，因为strlen函数返回值是unsigned int型，两个无符号数运算所得的结果仍为无符号数，而无符号数肯定大于0。所以，要尽量避免使用第二个表达式。

2、操作符的优先级

表达式的运算规则：
两个相邻操作符的执行顺序由他们的优先级决定，若优先级相同，则由他们的结合性决定。
结合性：当多个相同优先级的运算符出现在表达式中时，先执行左边的叫具有左结合性，先执行右边的叫具有右结合性。

举例：

a*b + c*d + e*f

相邻的加法和乘法运算符中，乘法运算符先执行；两个加法运算，根据加法的左结合性，是左边的加法运算先执行。但对于哪个乘法运算先执行，以及是否在所有乘法执行完后再执行加法运算，这些都由编译器决定，所以表达式就会有多种执行顺序。

c + --c

相邻的+和--操作符是--先执行，但对于表达式c和--c并不知道哪个先执行，又因为--c具有副作用，所以这两个表达式的执行顺序会对结果有影响。

编译器只要不违背优先级和结合性规则，就可以任意决定复杂表达式的取值顺序。

C和指针学习笔记四：操作符和表达式