操作符详解

10. 操作符的属性：优先级、结合性

C语⾔的操作符有2个重要的属性：优先级、结合性，这两个属性决定了表达式求值的计算顺序。

10.1 优先级

优先级指的是，如果⼀个表达式包含多个运算符，哪个运算符应该优先执⾏。各种运算符的优先级是 不⼀样的。

上⾯⽰例中，表达式 3 + 4 * 5 ⾥⾯既有加法运算符（ + ），⼜有乘法运算符（ * ）。由于乘法 的优先级⾼于加法，所以会先计算 4 * 5 ，⽽不是先计算 3 + 4 。

10.2 结合性

上⾯⽰例中， * 和 / 的优先级相同，它们都是左结合运算符，所以从左到右执⾏，先计算 5 * 6 ， 再计算 / 2 。

运算符的优先级顺序很多，下⾯是部分运算符的优先级顺序（按照优先级从⾼到低排列），建议⼤概 记住这些操作符的优先级就⾏，其他操作符在使⽤的时候查看下⾯表格就可以了。

• 圆括号（ () ） • ⾃增运算符（ ++ ），⾃减运算符（ -- ） • 单⽬运算符（ + 和 - ） • 乘法（ * ），除法（ / ） • 加法（ + ），减法（ - ） • 关系运算符（ < 、 > 等） • 赋值运算符（ = ） 由于圆括号的优先级最⾼，可以使⽤它改变其他运算符的优先级。

参考网站：https://zh.cppreference.com/w/c/language/operator_precedence

11. 表达式求值

11.1 整型提升

 C语⾔中整型算术运算总是⾄少以缺省（默认）整型类型的精度来进⾏的。

为了获得这个精度，表达式中的字符和短整型操作数在使⽤之前被转换为普通整型，这种转换称为整型提升。

整型提升的意义：

表达式的整型运算要在CPU的相应运算器件内执⾏，CPU内整型运算器(ALU)的操作数的字节⻓度⼀ 般就是int的字节⻓度，同时也是CPU的通⽤寄存器的⻓度。 因此，即使两个char类型的相加，在CPU执⾏时实际上也要先转换为CPU内整型操作数的标准⻓ 度。 通⽤CPU（general-purpose CPU）是难以直接实现两个8⽐特字节直接相加运算（虽然机器指令中 可能有这种字节相加指令）。 所以，表达式中各种⻓度可能⼩于int⻓度的整型值，都必须先转换为 int或unsignedint，然后才能送⼊CPU去执⾏运算。

b和c的值被提升为普通整型，然后再执⾏加法运算。

加法运算完成之后，结果将被截断，然后再存储于a中。 

如何进行整体提升呢？

1. 有符号整数提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的 2. ⽆符号整数提升，⾼位补0

//负数的整形提升 char c1 = -1;   变量c1的⼆进制位(补码)中只有8个⽐特位： 1111111 因为 char 为有符号的 char 所以整形提升的时候，⾼位补充符号位，即为1 提升之后的结果是： 11111111111111111111111111111111 //正数的整形提升 char c2 = 1; 变量c2的⼆进制位(补码)中只有8个⽐特位： 00000001 因为 char 为有符号的 char 所以整形提升的时候，⾼位补充符号位，即为0 提升之后的结果是： 00000000000000000000000000000001 //⽆符号整形提升，⾼位补0

11.2 算术转换 

如果某个操作符的各个操作数属于不同的类型，那么除⾮其中⼀个操作数的转换为另⼀个操作数的类 型，否则操作就⽆法进⾏。下⾯的层次体系称为寻常算术转换。

如果某个操作数的类型在上⾯这个列表中排名靠后，那么⾸先要转换为另外⼀个操作数的类型后执行运算。

11.3 问题表达式解析

11.3.1 表达式1

//表达式的求值部分由操作符的优先级决定。 //表达式1 a*b + c*d + e*f

表达式1在计算的时候，由于 * ⽐ + 的优先级⾼，只能保证， * 的计算是⽐ + 早，但是优先级并不 能决定第三个 * ⽐第⼀个 + 早执⾏。

所以表达式的计算机顺序就可能是：  

或者

11.3.2 表达式2

//表达式2 c + --c;

 同上，操作符的优先级只能决定⾃减 -- 的运算在 + 的运算的前⾯，但是我们并没有办法得知， + 操 作符的左操作数的获取在右操作数之前还是之后求值，所以结果是不可预测的，是有歧义的。

11.3.3 表达式3

、

表达式3在不同编译器中测试结果：非法表达式程序的结果。

 11.3.4 表达式4

这个代码有没有实际的问题？有问题！

虽然在⼤多数的编译器上求得结果都是相同的。

但是上述代码 answer = fun( ) - fun( ) * fun( ); 中我们只能通过操作符的优先级得知：先算乘法，再算减法。

函数的调⽤先后顺序⽆法通过操作符的优先级确定。

11.3.5 表达式5

gcc编译器执⾏结果：

看看同样的代码产⽣了不同的结果，这是为什么？

简单看⼀下汇编代码，就可以分析清楚.

这段代码中的第⼀个 + 在执⾏的时候，第三个++是否执行，这个是不确定的，因为依靠操作符的优先级和结合性是⽆法决定第⼀个 + 和第三个前置 ++ 的先后顺序。

11.4 总结

即使有了操作符的优先级和结合性，我们写出的表达式依然有可能不能通过操作符的属性确定唯⼀的计算路径，那这个表达式就是存在潜在风险的，建议不要写出特别复杂的表达式。