C++運算符：基礎知識、用法和示例

C++運算符是用於計算、比較或邏輯操作的特殊符號。本文將詳細介紹C++運算符的基礎知識、用法和示例，包括算術運算符、關係運算符、邏輯運算符、位運算符和其他運算符。

一、算術運算符

算術運算符用於執行基本的算術操作，如加減乘除等。下面是C++中常用的算術運算符：

+    //加法
-    //減法
*    //乘法
/    //除法
%    //取模
++   //自增
--   //自減

加減乘除的用法與數學中的相同，不再贅述。取模運算符（%）返回除法的餘數。自增（++）和自減（–）運算符用於將變量的值增加或減少1，其中自增運算符(++)將變量的值增加1，而自減運算符(–)則將變量的值減少1。

在下面的示例中，我們將展示這些算術運算符的用法：

#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，我們聲明了兩個變量a和b，然後將它們用於不同的算術運算中。我們還使用了自增 (a++) 和自減 (a–) 運算符。

二、關係運算符

關係運算符用於比較兩個值或變量的關係，並返回一個布爾值（true或false），其中true表示關係為真，false表示關係為假。下面是C++中常用的關係運算符：

==   //等於
!=   //不等於
>    //大於
=   //大於等於
<=   //小於等於

在下面的示例中，我們展示了這些關係運算符的用法：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10, b = 20;
    if (a == b) {
        cout << "a 等於 b" << endl;
    } else {
        cout << "a 不等於 b" << endl;
    }
    if (a < b) {
        cout << "a 小於 b" << endl;
    } else {
        cout << "a 大於或等於 b" << endl;
    }
    return 0;
}

在上面的示例中，我們使用關係運算符（==和<）來比較兩個變量a和b的值，並用if語句打印結果。根據運行結果，我們可以看到a不等於b，而a小於b。

三、邏輯運算符

邏輯運算符用於組合條件，並返回一個布爾值。下面是C++中常用的邏輯運算符：

&&   //邏輯與
||   //邏輯或
!    //邏輯非

邏輯與運算符（&&）只有在兩個條件都為真時才返回真；邏輯或運算符（||）在兩個條件中的任一條件為真時返回真；邏輯非運算符（!）將其操作數的結果取反。

在下面的示例中，我們展示了這些邏輯運算符的用法：

#include <iostream>
using namespace std;

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

    if (a && b) {
        cout << "a 和 b 都為真" << endl;
    }
    if (a || b) {
        cout << "a 和 b 至少有一個為真" << endl;
    }
    if (!(a && b)) {
        cout << "a 和 b 至少有一個為假" << endl;
    }

    return 0;
}

在上面的示例中，我們使用邏輯與運算符（&&）和邏輯或運算符（||）來判斷兩個變量的值。還使用邏輯非運算符 (!) 來對操作結果取反。

四、位運算符

位運算符用於對二進制位進行操作。它們可適用於數字類型，如整數和字符類型。下面是C++中常用的位運算符：

&    //按位與
|    //按位或
^    //按位異或
~    //按位取反
<>   //右移

按位與運算符（&）將兩個操作數的每個二進制位進行比較，只有在兩個操作數都為1的情況下，結果才為1；按位或運算符（|）將兩個操作數的每個二進制位進行比較，只要其中一個操作數為1，結果就為1；按位異或運算符（^）將兩個操作數的每個二進制位進行比較，當且僅當兩個操作數的二進制位值不同時，結果為1；按位取反運算符(~)將操作數的每個二進制位取反；左移運算符（<>）將其左邊的操作數向右移動指定的位數(向右移n位等價於將操作數除以2的n次方)。

在下面的示例中，我們將演示這些位運算符的用法：

#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，我們使用了位運算符(&、|、^)、按位取反運算符(~)、左移運算符(<>)。

五、其他運算符

除了上述運算符外，還有一些其他的特殊運算符。

三目運算符：

?:   //三目運算符

三目運算符（?:）是一個簡單的條件語句，它用於在兩個值之間進行選擇。它包含三個操作數，格式如下：

條件表達式 ? 表達式1 : 表達式2;

如果條件表達式的結果為真，則返回表達式1的值，否則返回表達式2的值。下面是一個使用三目運算符的簡單示例：

#include <iostream>
using namespace std;

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

在上面的示例中，我們使用三目運算符（?:）來選擇a和b中的最大值。

sizeof運算符：

sizeof    //sizeof運算符

sizeof運算符返回變量或數據類型的位元組大小。下面是一個使用sizeof運算符的示例：

#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，我們逐個打印了char、int、float和double類型的大小。

六、總結

本文詳細介紹了C++中的各種運算符，包括算術運算符、關係運算符、邏輯運算符、位運算符和其他運算符。了解這些運算符的用法對於編寫C++程序非常重要。希望本文對讀者有所幫助。