4.1 运算符概述
在C++中，运算符用于执行程序代码运算，会针对一个以上的操作数项目进行运算。下面根据运算符的不同使用方式分别介绍运算符的使用。
4.1.1 赋值运算符
赋值语句的作用是把某个常量、变量或表达式的值赋给另一个变量，符号为“=”，赋值运算符是双目运算符。赋值表达式的类型为等号左边对象的类型，其结果值为等号左边对象被赋值后的值，运算的结合性为自右向左。
由运算符连接的表达式格式为：
提示
赋值运算符赋值时，常量一定要放在右边，不能放到左边。
下面通过一个实例来说明赋值运算符的使用方法。
【实例4-1】赋值运算符（代码4-1.txt）
新建名为“fztest”的【C++ Source File】源程序，源代码如下所示：
【代码详解】
在程序中，定义了两个int型变量，分别是a和b。接下来给a赋值为10，给b赋值为4，将b的值赋给a，之后再给b赋值为7。将a和b的值分别输出。
运行结果如图4-1所示。
图4-1 代码运行结果
【实例分析】
在本例中，a的值为4，b的值为7。最后一行中b的值被改变并不会影响到a。
到目前为止，一直在使用简单的“=”赋值运算符，其实还有其他赋值运算符，它们都以类似的方式工作，根据运算符和右边的操作数把一个值赋给左边的变量，如表4-1所示。
表4-1 赋值运算符
4.1.2 算术运算符
在C++语言中，算术运算符包含双目的加、减、乘、除四则运算符，求余运算符以及单目的正负运算符。在C++中没有幂运算符，如果需要实现幂预算，就需要通过函数来实现，如表4-2所示。
表4-2 算术运算符
由算术运算符连接的表达式称为算术表达式，例如a+b*3和（a+b）/4。
提示
求余运算符用于求出两个操作数的余数，例如30%20=10。
下面通过一个实例来说明算术运算符的使用方法和技巧。
【实例4-2】算数运算符（4-2.txt）
新建名为“caltest”的【C++ Source File】源程序，源代码如下所示：
【代码详解】
首先，在主程序中定义了三个变量a、b、c。接下来，对a赋值为10，对b赋值为4，将a+b的值赋值给c，把结果输出。再将a%b的结果复制给c，同样将结果输出。
运行结果如图4-2所示。
图4-2 代码运行结果
【实例分析】
在本例中可以看出，第一次给c赋值时，是把a+b的值赋给了c；接下来将a%b的值赋给了c，变量c随着不同的赋值，它的值也在不断改变。
4.1.3 关系运算符
在C++中，关系运算符用于变量和数值（常量）间的比较。如果两个操作数的关系符合设定的关系，该关系表达就为逻辑“真”，否则为逻辑“假”。“真”用true表示，“假”用false表示。
表4-3列出了几种关系运算符。
表4-3 关系运算符
下面用一个实例来说明关系运算符的用法。
提示
应注意区分赋值运算符“=”和关系运算符“==”。“==”用于比较两个数是否相等，而“=”用于把右值赋给左值。
【实例4-3】关系运算符（代码4-3.txt）
新建名为“gxtest”的【C++ Source File】源程序，源代码如下所示：
【代码详解】
在这个例子中，首先定义了int型变量a，赋值为10；int型变量b，赋值为9。接下来定义了bool型变量flag，给flag变量赋值a==b+1的结果，若a和b+1相等，则flag返回true，否则返回false，输出flag结果；给flag变量赋值a==b的结果，若a和b相等，则flag返回true，否则返回false，输出flag结果；给flag变量赋值a>b的结果，若a大于b，则flag返回true，否则返回false，输出flag结果；给flag变量赋值a>=b+1的结果，若a大于等于b，则flag返回true，否则返回false，输出flag结果；给flag变量赋值b>a的结果，若b>a，则flag返回true，否则返回false，输出flag结果；给flag变量赋值a>=b+1的结果，若a大于等于b+1，则flag返回true，否则返回false，输出flag结果；给flag变量赋值a<b+1的结果，若a小于b+1，则flag返回true，否则返回false，输出flag结果；给flag变量赋值a！=b的结果，若a不等于b，则flag返回true，否则返回false，输出flag结果。
运行结果如图4-3所示。
图4-3 代码运行结果
【实例分析】
从结果来看，使用关系运算符将比较后的结果输出，验证了关系运算符的含义。
4.1.4 逻辑运算符
在C++中，逻辑运算符是将多个关系表达式和逻辑量组成一个逻辑表达式，逻辑表达式的值可能为“真”或者“假”。逻辑运算符分为表4-4所示的几种类型。
表4-4 逻辑运算符
逻辑运算符在实际编程过程中占有非常重要的地位，下面将可能的逻辑运算结果全部列出，作为在编程过程中的参考。
（1）&&（与）操作的所有可能条件及结果：
真&&真=真
真&&假=假
假&&假=假
（2）||（或）操作的所有可能条件及结果：
真||真=真
真||假=真
假||假=假
（3）!操作的所有可能条件及结果：
!真=假
!假=真
下面用一个实例来说明逻辑运算符的用法。
【实例4-4】逻辑运算符（代码4-4.txt）
新建名为“ljtest”的【C++ Source File】源程序，源代码如下所示：
【代码详解】
在这个例子中，首先定义了bool型变量a，赋值为true；bool型变量b，赋值为false。接下来定义了bool型变量flag，给flag变量赋值a&&b的结果，输出flag的结果；给flag变量赋值a||b的结果，输出flag的结果；给flag变量赋值！a的结果，输出flag的结果。
运行结果如图4-4所示。
图4-4 代码运行结果
【实例分析】
从结果来看，真与假的结果为假，真或假的结果为真，非真的结果为假。
4.1.5 自增和自减运算符
在C++中，提供了两个比较特殊的运算符：自增运算符++和自减运算符--，这是一种对变量进行加1或减1操作中比较简便的方法。
虽然，++和--运算符解释起来非常简单，但是将它放到变量前面和后面的含义有所不同。下面举个例子来说明。
a=++num1;总的来看是一个赋值语句，把++num1的值赋给a，因为自增运算符在变量的前面，所以num1先自增加1变为5，然后赋值给a，最终a也为5。
b=num2++；是把num2++的值赋给b，因为自增运算符在变量的后面，所以先把num2赋值给b，b应该为8，然后num2自增加1变为9。
如果出现以下情况怎么处理呢？
到底是c=（num1++）+num2;，还是c=num1+（++num2）；，这要根据编译器来决定，不同的编译器可能有不同的结果。所以在以后编程的过程中，应该尽量避免出现这种复杂的情况。
下面使用一个实例来说明自增和自减运算符的使用方法。
【实例4-5】自增自减（代码4-5.txt）
新建名为“zztest”的【C++ Source File】源程序，源代码如下所示：
【代码详解】
在这个例子中，首先定义int型变量a并赋值为10，int型变量b并赋值为9，int型变量flag并赋值为a；然后a自加1，先输出flag，再输出a；接着将a自加1，赋值给flag，输出flag；最后将a输出，再自减1。
运行结果如图4-5所示。
图4-5 代码运行结果
【实例分析】
从结果来看，使用“++”和“--”对a进行了自增和自减操作，验证了自增和自减的功能。
4.1.6 位逻辑运算符
前面介绍了逻辑运算符，本节介绍位逻辑运算符。位逻辑运算符与逻辑运算符有些相似之处，它也分为与、或、非等。
位逻辑运算符是对每位进行操作而不影响左右两位，这有别于常规逻辑运算符是对整个数进行操作的。表4-5列出了位逻辑运算符及其功能。
表4-5 位逻辑运算符及其功能
下面详细地说明每种位逻辑运算符的使用。
1．~（按位取反）
将1变为0，将0变为1，例如：
提示
按位取反时，如果操作数不是32位，会自动转为32位进行取反。
2．&（按位取与）
只有两个操作数都是1时结果才是1，否则为0。
3．|（按位取或）
两个操作数任意一位为1，结果就是1。
4．^（按位异或）
两个操作数不同为1，相同为0。
下面使用一个实例来说明如何运算。
【实例4-6】位逻辑运算符（代码4-6.txt）
新建名为“wtest”的【C++ Source File】源程序，源代码如下所示：
【代码详解】
在该例的主程序中，首先定义int型变量a并赋值为10；然后定义int型变量b并赋值为12；接着定义int型变量flag并赋值为“a按位取反”，输出flag；接着给flag赋值“a与b”，输出flag；接着给flag赋值“a或b”，输出flag；最后给flag赋值“a异或b”，输出flag。
运行结果如图4-6所示。
图4-6 代码运行结果
【实例分析】
从整个示例来看，对4种按位逻辑运算的操作验证了按位逻辑运算的功能。
4.1.7 移位运算符
在C++中，移位运算符有双目移位运算符：<<（左移）和>>（右移）。移位运算符组成的表达式也属于算术表达式，其值为算术值。
左移运算是将一个二进制位的操作数按指定移动的位数向左移位，移出位被丢弃，右边的空位一律补0。右移运算是将一个二进制位的操作数按指定移动的位数向右移动，移出位被丢弃，左边移出的空位要么一律补0，要么补符号位，这由不同的机器而定。在使用补码作为机器数的机器中，正数的符号位为0，负数的符号位为1。
提示
在C/C++语言中，移位操作不要超过界限，否则，结果是不可预期的。
下面通过一个实例来说明按位移动的使用方法。
【实例4-7】移位运算符（代码4-7.txt）
新建名为“ywtest”的【C++ Source File】源程序，源代码如下所示：
【代码详解】
在本例的主程序中，定义int型变量a并赋值为3，定义int型变量b并赋值为5，定义int型变量flag并赋值为“a左移一位”，输出flag；给flag赋值“b右移一位”，输出flag。
运行结果如图4-7所示。
图4-7 代码运行结果
【实例分析】
从结果来看，利用“<<”和“>>”实现了移位运算，对a和b分别左移和右移一位，输出结果如下：
4.1.8 三元运算符
在C++中，三元运算符“？：”又称为条件运算符，是if-else的简化表达形式。
当表达式1为真时，计算表达式2的值；当表达式1为假时，计算表达式3的值。表达式2和表达式3只会计算其中之一。
提示
条件运算符可以出现在任何需要表达式的地方，这扩大了它的适用范围。在语法上只能出现表达式而不能出现语句的地方（如变量初始化），条件运算符有着不可替代的作用。
下面通过一个例子来说明条件运算符的操作方法和技巧。
【实例4-8】条件运算符（代码4-8.txt）
新建名为“sytest”的【C++ Source File】源程序，源代码如下所示：
【代码详解】
在该例中，首先定义了一个int型变量ncakes，赋值为1；然后输出cake的个数，如果ncakes的值大于1，就在cake后面加s，否则不加。因为ncakes为1，所以输出cake后不加s。接下来，ncakes自加1，此时ncakes变为2，所以输出结果cake后面加s。
运行结果如图4-8所示。
图4-8 代码运行结果
【实例分析】
从运行结果来看，根据ncakes值的不同，输出cake加s或者不加s。
4.1.9 逗号运算符
C++提供一种特殊的运算符—逗号，用它将两个表达式连接起来。逗号运算符是优先级最低的运算符，它可以使多个表达式放在一行上，从而大大简化程序。逗号表达式又称为顺序求值运算符。逗号表达式的一般形式为：
逗号表达式的求解过程是：先求解表达式1，再求解表达式2。整个逗号表达式的值是表达式2的值。
提示
程序中使用逗号表达式，通常是要分别求逗号表达式内各表达式的值，并不一定要求整个逗号表达式的值。
一般情况下，使用逗号运算符进行多个变量的初始化或者用于多个自增语句。然而，逗号表达式是可以作为任何表达式的一部分的。它用于把多个表达式连接起来，用逗号进行间隔的表达式列表的值就是其中最右边的表达式的值，其他表达式的值都会被丢弃。这就意味着最右边的表达式的值就是整个逗号表达式的值。
下面通过一个例子来说明逗号运算符的使用方法。
【实例4-9】逗号的应用（代码4-9.txt）
新建名为“dtest”的【C++ Source File】源程序，源代码如下所示：
【代码详解】
在该例中，首先定义了两个int型变量i和j，给j赋值为10，接着j自增到11，然后把j和100相加，最后把j（j的值仍为11）和999相加，这样最终的结果就是1010。
运行结果如图4-9所示。
图4-9 代码运行结果
【实例分析】
从运行结果来看，使用逗号运算符把i和j的值隔开，实现了逗号运算符顺序求值的过程。
4.1.10 类型转换运算符
在进行运算时，肯定会遇到混合数据类型的运算。例如一个整型数和一个浮点数相加就是一个混合数据类型的运算。C++有两种方式对数据类型进行转换：一种是“自动转换”；另一种是“强制转换”。
（1）自动转换
自动转换是将数据类型按照从低到高的顺序进行转换，转换顺序如图4-10所示。
图4-10 自动转换顺序
（2）强制转换
强制转换是指在程序中通过指定的数据类型来改变图4-11中的转换顺序，将一个变量从其定义的类型转换为另一种新的类型。强制转换类型有两种格式：
图4-11 代码运行结果
●（类型名）表达式
●类型名（表达式）
类型名是任何合法的C++数据类型，通过强制转换可以将“表达式”转换为合适的数据类型。