C++运算符：基础知识、用法和示例

C++运算符是用于计算、比较或逻辑操作的特殊符号。本文将详细介绍C++运算符的基础知识、用法和示例，包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符和其他运算符。

一、算术运算符

算术运算符用于执行基本的算术操作，如加减乘除等。下面是C++中常用的算术运算符：

+    //加法
-    //减法
*    //乘法
/    //除法
%    //取模
++   //自增
--   //自减

加减乘除的用法与数学中的相同，不再赘述。取模运算符（%）返回除法的余数。自增（++）和自减（–）运算符用于将变量的值增加或减少1，其中自增运算符(++)将变量的值增加1，而自减运算符(–)则将变量的值减少1。

在下面的示例中，我们将展示这些算术运算符的用法：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10, b = 20;
    cout << "a + b = " << a + b << endl;         //30
    cout << "a - b = " << a - b << endl;         //-10
    cout << "a * b = " << a * b << endl;         //200
    cout << "b / a = " << b / a << endl;         //2
    cout << "b % a = " << b % a << endl;         //0
    cout << "a++   = " << a++ << endl;           //10
    cout << "a--   = " << a-- << endl;           //11
    cout << "++a   = " << ++a << endl;           //10
    cout << "--a   = " << --a << endl;           //9

    return 0;
}

在上面的示例中，我们声明了两个变量a和b，然后将它们用于不同的算术运算中。我们还使用了自增 (a++) 和自减 (a–) 运算符。

二、关系运算符

关系运算符用于比较两个值或变量的关系，并返回一个布尔值（true或false），其中true表示关系为真，false表示关系为假。下面是C++中常用的关系运算符：

==   //等于
!=   //不等于
>    //大于
=   //大于等于
<=   //小于等于

在下面的示例中，我们展示了这些关系运算符的用法：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10, b = 20;
    if (a == b) {
        cout << "a 等于 b" << endl;
    } else {
        cout << "a 不等于 b" << endl;
    }
    if (a < b) {
        cout << "a 小于 b" << endl;
    } else {
        cout << "a 大于或等于 b" << endl;
    }
    return 0;
}

在上面的示例中，我们使用关系运算符（==和<）来比较两个变量a和b的值，并用if语句打印结果。根据运行结果，我们可以看到a不等于b，而a小于b。

三、逻辑运算符

逻辑运算符用于组合条件，并返回一个布尔值。下面是C++中常用的逻辑运算符：

&&   //逻辑与
||   //逻辑或
!    //逻辑非

逻辑与运算符（&&）只有在两个条件都为真时才返回真；逻辑或运算符（||）在两个条件中的任一条件为真时返回真；逻辑非运算符（!）将其操作数的结果取反。

在下面的示例中，我们展示了这些逻辑运算符的用法：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10, b = 20;

    if (a && b) {
        cout << "a 和 b 都为真" << endl;
    }
    if (a || b) {
        cout << "a 和 b 至少有一个为真" << endl;
    }
    if (!(a && b)) {
        cout << "a 和 b 至少有一个为假" << endl;
    }

    return 0;
}

在上面的示例中，我们使用逻辑与运算符（&&）和逻辑或运算符（||）来判断两个变量的值。还使用逻辑非运算符 (!) 来对操作结果取反。

四、位运算符

位运算符用于对二进制位进行操作。它们可适用于数字类型，如整数和字符类型。下面是C++中常用的位运算符：

&    //按位与
|    //按位或
^    //按位异或
~    //按位取反
<>   //右移

按位与运算符（&）将两个操作数的每个二进制位进行比较，只有在两个操作数都为1的情况下，结果才为1；按位或运算符（|）将两个操作数的每个二进制位进行比较，只要其中一个操作数为1，结果就为1；按位异或运算符（^）将两个操作数的每个二进制位进行比较，当且仅当两个操作数的二进制位值不同时，结果为1；按位取反运算符(~)将操作数的每个二进制位取反；左移运算符（<>）将其左边的操作数向右移动指定的位数(向右移n位等价于将操作数除以2的n次方)。

在下面的示例中，我们将演示这些位运算符的用法：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    unsigned int a = 60;    // 60 = 0011 1100
    unsigned int b = 13;    // 13 = 0000 1101
    int c = 0;

    c = a & b;            // 12 = 0000 1100
    cout << "a & b = " << c << endl;

    c = a | b;            // 61 = 0011 1101
    cout << "a | b = " << c << endl;

    c = a ^ b;            // 49 = 0011 0001
    cout << "a ^ b = " << c << endl;

    c = ~a;                // -61 = 1100 0011
    cout << "~a = " << c << endl;

    c = a << 2;            // 240 = 1111 0000
    cout << "a << 2 = " << c <> 2;            // 15 = 0000 1111
    cout <> 2  = " << c << endl;

    return 0;
}

在上面的示例中，我们使用了位运算符(&、|、^)、按位取反运算符(~)、左移运算符(<>)。

五、其他运算符

除了上述运算符外，还有一些其他的特殊运算符。

三目运算符：

?:   //三目运算符

三目运算符（?:）是一个简单的条件语句，它用于在两个值之间进行选择。它包含三个操作数，格式如下：

条件表达式 ? 表达式1 : 表达式2;

如果条件表达式的结果为真，则返回表达式1的值，否则返回表达式2的值。下面是一个使用三目运算符的简单示例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10;
    int b = 20;
    int max = (a > b) ? a : b;
    cout << "最大值为: " << max << endl;
    return 0;
}

在上面的示例中，我们使用三目运算符（?:）来选择a和b中的最大值。

sizeof运算符：

sizeof    //sizeof运算符

sizeof运算符返回变量或数据类型的字节大小。下面是一个使用sizeof运算符的示例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    char c;
    int i;
    float f;
    double d;
    cout << "Size of char : " << sizeof(c) << endl;
    cout << "Size of int : " << sizeof(i) << endl;
    cout << "Size of float : " << sizeof(f) << endl;
    cout << "Size of double : " << sizeof(d) << endl;
    return 0;
}

在上面的示例中，我们逐个打印了char、int、float和double类型的大小。

六、总结

本文详细介绍了C++中的各种运算符，包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符和其他运算符。了解这些运算符的用法对于编写C++程序非常重要。希望本文对读者有所帮助。