C语言学习及应用笔记之一：C运算符优先级及使用问题

　　C语言中的运算符绝对是C语言学习和使用的一个难点，因为在2011版的标准中，C语言的运算符的数量超过40个，甚至比关键字的数量还要多。这些运算符有单目运算符、双目运算符以及三目运算符，又涉及到左结合和右结合的问题，真是令人眼花缭乱。

1、运算符及优先级

　　运算符多可能使用更灵活方便，但这还涉及到运算符之间的优先级问题。我们做四则运算式时，有先乘除后加减的规定，在C语言的这些运算符中自然也是有的，但40多个运算符排起优先级来，使用就不那么容易了。

　　接下来我们简单的总结一下C语言中运算符以及他们的优先级。C语言中各运算符的优先级如下表所示：

优先级	运算符	名称或含义	使用形式	结合方向	说明
1	[]	数组下标	数组名[常量表达式]	左到右
	()	圆括号	（表达式）/函数名(形参表)
	.	成员选择（对象）	对象.成员名
	->	成员选择（指针）	对象指针->成员名
	++	后置自增运算符	++变量名		单目运算符
	--	后置自减运算符	--变量名		单目运算符
2	-	负号运算符	-表达式	右到左	单目运算符
	(类型)	强制类型转换	(数据类型)表达式
	++	前置自增运算符	变量名++		单目运算符
	--	前置自减运算符	变量名--		单目运算符
	*	取值运算符	*指针变量		单目运算符
	&	取地址运算符	&变量名		单目运算符
	!	逻辑非运算符	!表达式		单目运算符
	~	按位取反运算符	~表达式		单目运算符
	sizeof	长度运算符	sizeof(表达式)
3	/	除	表达式/表达式	左到右	双目运算符
	*	乘	表达式*表达式		双目运算符
	%	余数（取模）	整型表达式/整型表达式		双目运算符
4	+	加	表达式+表达式	左到右	双目运算符
	-	减	表达式-表达式		双目运算符
5	<<	左移	变量<<表达式	左到右	双目运算符
	>>	右移	变量>>表达式		双目运算符
6	>	大于	表达式>表达式	左到右	双目运算符
	>=	大于等于	表达式>=表达式		双目运算符
	<	小于	表达式<表达式		双目运算符
	<=	小于等于	表达式<=表达式		双目运算符
7	==	等于	表达式==表达式	左到右	双目运算符
	!=	不等于	表达式!= 表达式		双目运算符
8	&	按位与	表达式&表达式	左到右	双目运算符
9	^	按位异或	表达式^表达式	左到右	双目运算符
10	|	按位或	表达式|表达式	左到右	双目运算符
11	&&	逻辑与	表达式&&表达式	左到右	双目运算符
12	||	逻辑或	表达式||表达式	左到右	双目运算符
13	?:	条件运算符	表达式1? 表达式2: 表达式3	右到左	三目运算符
14	=	赋值运算符	变量=表达式	右到左
	/=	除后赋值	变量/=表达式
	*=	乘后赋值	变量*=表达式
	%=	取模后赋值	变量%=表达式
	+=	加后赋值	变量+=表达式
	-=	减后赋值	变量-=表达式
	<<=	左移后赋值	变量<<=表达式
	>>=	右移后赋值	变量>>=表达式
	&=	按位与后赋值	变量&=表达式
	^=	按位异或后赋值	变量^=表达式
	|=	按位或后赋值	变量|=表达式
15	,	逗号运算符	表达式,表达式,…	左到右	从左向右顺序运算

　　在上表中，我们归纳了运算符、个运算符的功能、通常的应用表达式形式以及结合性。说到结合性主要应用于相同优先级的运算符，运算次序由结合方向所决定。绝大部分的运算符都是左结合的，与我们的常识一致。不过有一部分运算符是右结合的，这些就需要记忆了，但记忆有时候却不见得百分百准确，所以我们可以在编写代码时以( )加以规范。

2、优先级的一些特别说明

　　我们见面归纳了运算符的用法，但这只是一般性情况，实际的使用情况有时候依然让人迷惑。比方说，在上表中，如果优先级同为1 的几种运算符同时出现时，想要确定表达式的优先级就不是那么明显了。例如我们常常对指向多维数组的指针和指针数组，还有指向函数的指针数组等含混不清，对初学者来说就更是迷惑不解。所以在这样的定义表达式中，如果优先级不明确结果有可能相去甚远。在这里，接下来我们整理了一些常常容易出错的情况说明如下：

优先级问题	表达式	想要的结果	实际结果
.的优先级高于*	*p.f	指针p所指向的对象的某一字段f，即：(*p).f	对p取f偏移作为指针，然后进行解除饮用操作，即：*(p.f)
[]的优先级高于*	int *p[]	P是指向int数组的指针，即：int (*p)[]	P是元素为指向int的指针的数组，即：int *(p[])
函数()优先级高于*	int *p()	p是个函数指针所指函数返回值是int，即：int (*p)()	P是个函数，返回值是int *,即：int *(p())
==和!=优先级高于位操作	(val&mask!=0)	(val&mask)!=0	val&(mask!=0)
==和!=优先级高于赋值操作	c=getchar()!=EOF	(c=getchar())!=EOF	c=(getchar()!=EOF)
算术运算符高于移位运算符	msb<<4+lsb	(msb<<4)+lsb	msb<<(4+lsb)
逗号运算符的优先级最低	i=1,2	i=(1,2)	(i=1),2

　　那么是不是有了上面的总结就完事大吉了呢？当然不可能，且不说我们的总结很不完备，就算你记住了所有的规则，在使用过程中仍然有可能漏洞百出，最好的办法是养成良好的编码习惯。

3、由优先级引发的错误

　　优先级问题经常会造成一些意想不到的结果，有的甚至是非常严重的。本人在编写程序时，就出现过一些因为疏忽运算符优先级造成的问题，而且检查起来非常不容易发现。

　　例如，有一次，我们采集了传感器的原始数据，然后会对数据进行一些处理，在其中的一种条件下会对一个数进行左移几位并加上一个数。由于算术运算符的优先级大于移位运算符，而程序员忘记了给移位操作加括号，所以得出了结果总是有误，只好从头开始查找，花了不少时间才发现这出错误。如msb<<4+lsb和(msb<<4)+lsb是完全不一样，因为算术运算符的优先级大于移位运算符。

　　还有一次，我们定义一个指向函数的指针数组用于回调函数的操作。定义时，没有考虑到指针运算符、函数运算符以及数组运算符的优先级问题而造成调用出错。如，void （*p[]）f()的形式，如果写成void *p[]f()的形式就完全错误了。

　　当然，如果能够熟记各种运算符的优先级也许能解决上面的问题，但这实际上却很难达到，因为应用是非常灵活的，你不可能时时刻刻只关注于此。我觉得养成良好的编码习惯以及多多练习似乎更有效。

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