2.2 运算符与表达式

运算符（Operator）是对数据进行操作的符号，表达式（Expression）是由变量、常量和运算符组合而成的计算式。C++ 提供了丰富的运算符，本节按类别逐一介绍。

算术运算符

用于基本的数学计算：

运算符	含义	示例	结果
+	加法	5 + 3	8
-	减法	5 - 3	2
*	乘法	5 * 3	15
/	除法	5 / 3	1
%	取余（模）	5 % 3	2

关于除法需要特别注意：当两个操作数都是整数时，执行的是整数除法（Integer Division），结果会截断小数部分：

int a = 5 / 3;       // 结果是 1，不是 1.666...
double b = 5.0 / 3;  // 结果是 1.666...（其中一个操作数是浮点数）
double c = 5 / 3;    // 结果是 1.0（先做整数除法得到 1，再转为 double）

取余运算符 % 只能用于整数类型，不能用于浮点数。

赋值运算符

最基本的赋值运算符是 =，将右侧的值赋给左侧的变量：

int x = 10;
x = 20;    // 将 x 的值更新为 20

C++ 还提供了复合赋值运算符，将算术运算与赋值合并：

运算符	等价写法	示例
+=	x = x + y	x += 5;
-=	x = x - y	x -= 3;
*=	x = x * y	x *= 2;
/=	x = x / y	x /= 4;
%=	x = x % y	x %= 3;

自增与自减

++ 和 -- 分别将变量的值加 1 和减 1。它们有前置和后置两种形式：

int a = 5;
int b = ++a;   // 前置自增：先将 a 加 1（a 变为 6），再将 a 的值赋给 b（b 为 6）
int c = a++;   // 后置自增：先将 a 的值赋给 c（c 为 6），再将 a 加 1（a 变为 7）

在不需要使用表达式的值时（例如单独一行 i++;），前置和后置效果相同。但在表达式中使用时，需要注意求值顺序的差异。

{% hint style=“info” %} 对于内置类型，前置和后置的性能没有区别。但对于自定义类型（如迭代器），前置版本通常更高效，因为后置版本需要创建临时副本。养成优先使用前置形式的习惯是个好选择。 {% endhint %}

关系运算符

用于比较两个值，结果为 bool 类型（true 或 false）：

运算符	含义	示例	结果
==	等于	5 == 3	false
!=	不等于	5 != 3	true
<	小于	5 < 3	false
>	大于	5 > 3	true
<=	小于等于	5 <= 5	true
>=	大于等于	3 >= 5	false

{% hint style=“warning” %} 注意区分赋值运算符 = 和相等比较运算符 ==。将 == 误写为 = 是初学者最常见的错误之一，而且编译器不一定会报错。 {% endhint %}

逻辑运算符

用于组合多个布尔表达式：

运算符	含义	示例	结果
&&	逻辑与（AND）	true && false	false
||	逻辑或（OR）	true || false	true
!	逻辑非（NOT）	!true	false

逻辑与和逻辑或具有短路求值（Short-circuit Evaluation）特性：

• &&：如果左侧为 false，右侧不会被求值（因为结果必然是 false）
• ||：如果左侧为 true，右侧不会被求值（因为结果必然是 true）

int x = 0;
if (x != 0 && 10 / x > 1) {
    // 当 x 为 0 时，10 / x 不会被执行，避免了除零错误
}

位运算符

直接操作数据的二进制位，主要用于底层编程和性能优化场景：

运算符	含义	示例	结果
&	按位与	0b1010 & 0b1100	0b1000
|	按位或	0b1010 | 0b1100	0b1110
^	按位异或	0b1010 ^ 0b1100	0b0110
~	按位取反	~0b1010	所有位翻转
<<	左移	1 << 3	8
>>	右移	16 >> 2	4

初学阶段不需要深入掌握位运算，但应了解它们的存在。左移 n 位相当于乘以 2^n，右移 n 位相当于除以 2^n。

运算符优先级

当一个表达式中包含多个运算符时，C++ 按照优先级（Precedence）决定运算顺序。以下列出常用运算符的优先级（从高到低）：

优先级	运算符	结合方向
1	()	左到右
2	++ --（后置）、!、~	右到左
3	* / %	左到右
4	+ -	左到右
5	<< >>	左到右
6	< <= > >=	左到右
7	== !=	左到右
8	&	左到右
9	^	左到右
10	|	左到右
11	&&	左到右
12	||	左到右
13	= += -= 等	右到左

不必记住全部优先级。当不确定运算顺序时，使用括号明确优先级是最安全的做法：

// 不清楚优先级时，用括号消除歧义
int result = (a + b) * (c - d);
bool check = (x > 0) && (y < 10);