C++ - 运算符和控制语句

算术运算符：

• 注意：同一个运算符，在不同的场合可能表达不同的含义。比如“-”，可以是“减号”也可以是“负号”：如果直接放在一个表达式前面，就是对表达式的结果取负数，这是一元运算符；如果连接两个表达式，就是两者结果相减，是二元运算符。

• 一元运算符（正负号）优先级最高；接下来是乘、除和取余；最后是加减；

• 算术运算符满足左结合律，也就是说相同优先级的运算符，将从左到右按顺序进行组合；

• 算术运算符可以用来处理任意算术类型的数据对象；

• 不同类型的数据对象进行计算时，较小的整数类型会被“提升”为较大的类型，最终转换成同一类型进行计算；

• 对于除法运算“/”，执行计算的结果跟操作数的类型有关。如果它的两个操作数（也就是被除数和除数）都是整数，那么得到的结果也只能是整数，小数部分会直接舍弃，这叫“整数除法”；当至少有一个操作数是浮点数时，结果就会是浮点数，保留小数部分；

• 对于取余运算“%”（或者叫“取模”），两个操作数必须是整数类型；

  // 除法
  int a = 20, b = 6;
  cout << " a / b = " << a / b << endl;
  cout << " -a / b = " << -a / b << endl; // 负数向0取整
  float a2 = 20;
  cout << " a2 / b = " << a2 / b << endl;
  
  // 取模
  cout << " a % b = " << a % b << endl;
  cout << " -a % b = " << -a % b << endl;

• 在这里，同样是除法运算符“/”,针对不同类型的数据对象，其实会做不同的处理。使用相同的符号、根据上下文来执行不同操作，这是C++提供的一大特色功能，叫做“运算符重载”（operator overloading）。

赋值运算符：

1. 将一个表达式的结果，传递给某个数据对象保存起来，这个过程叫做“赋值”。

2. 在C++中，用等号“=”表示一个赋值操作，这里的“=”就是赋值运算符。需要注意的是，赋值运算符的左边，必须是一个可修改的数据对象

3. 如果赋值运算符两侧对象类型不同，就把右侧的对象转换成左侧对象的类型

4. 赋值运算符优先级较低，一般都会先执行其它运算符，最后做赋值

5. C++提供了一类特殊的赋值运算符，可以把要执行的算术运算“+”跟赋值“=”结合在一起，用一个运算符“+=”来表示；这就是“复合赋值运算符”

   

递增递减运算符：

1. “递增”用两个加号“++”表示，表示“对象值加一，再赋值给原对象”；“递减”则用两个减号“–”表示。

   ++a;    // a递增，相当于 a += 1;
   --b;    // b递减，相当于 b -= 1;

2. ++i：先加减，后使用； i++：先使用，后加减

关系运算符：

• 注意：在C++语法中一个等号“=”表示的是赋值，两个等号“==”才是真正的“等于”
• 比较运算的结果只有两个取值，要么是真(非0 表示，默认使用1)，要么是假(0 表示)。

逻辑运算符：

• 如果左侧对象的值已经能决定最终结果，那么右侧就不会执行计算：这种策略叫做“短路求值”；

条件运算符：

1. ()?():()
2. 格式：(条件表达式)? 表达式1:表达式2
3. 说明：条件表达式是如果为 true (非0值)，就执行表达式1，否则执行表达式2。

位运算符：

• 结合赋值运算符的经验，这里有：<<= 、 >>= 、 &= 、 ^= 等
• 左移（<<）：
  • 运算规则：在一定范围内，数据每向左移动一位，相当于原数据*2。（正数、负数都适用）
  • 当左移的位数n超过该数据类型的总位数时，相当于左移（n-总位数）位
  • 3<<4 类似于 32的4次幂 => 316 => 48
  • -3<<4 类似于 -32的4次幂 => -316 => -48
• 右移（>>）:
  • 运算规则：在一定范围内，数据每向右移动一位，相当于原数据/2。（正数、负数都适用）
  • 如果不能整除，向下取整。
  • 右移运算符最好只用于无符号整数，不要用于负数。因为不同系统对于右移后如何处理负数的符号位，有不同的做法，可能会得到不一样的结果。
  • 69>>4 类似于 69/2的4次幂 = 69/16 =4
  • 69>>4 类似于 69/2的4次幂 = 69/16 =4
• 异或（^）：相同为0，不同为1
• 对于一个二进制数a，使第 n 位不论是几都变成0，其它位不变：a=a&(~(1<<n))；表示1左移n位，然后取反
• 对于一个二进制数a，使第 n 位不论是几都变成1，其它位不变：a=a|(1<<n)

运算符优先级：

• 分不清优先级的时候，可以采用()来解决
• 逗号运算符：(),() 输出结果是后面表达式的结果

if-else选择语句：

• if语句是互斥的
• if语句可以嵌套新的if语句

switch语句：

1. switch 语句用于判断条件有多个常量结果的情况。

2. 执行过程：

   1. 第1步：根据switch中表达式的值，依次匹配各个case。如果表达式的值等于某个case中的常量值，则执行对应case中的执行语句。
   2. 第2步：执行完此case的执行语句以后，如果遇到break，则执行break并跳出当前的switch-case结构，如果没有遇到break，则会继续执行当前case之后的其它case中的执行语句。—>case穿透，直到遇到break关键字或执行完所有的case及default的执行语句，跳出当前的switch-case结构

3. 使用注意点：

   1. case句中的值必须是常量，不能是变量名或不确定的表达式值或范围。
   2. 同一个switch语句，所有case子句中的常量值互不相同。
   3. 如果没有break，程序会顺序执行到switch结尾；从使用频率说，一般switch-case结构中，都需要编写break。
   4. default子句是可选的。同时，位置也是灵活的。当没有匹配的case时，执行default语句。

switch(表达式){
        case 常量值1: //常量只能是字符型或整型的常量
        语句块1;
        break; //如果没有break，会继续执行下一个
        case 常量值2: 
        语句块2;
        break;
        .......
        case 常量值n: 
        语句块n; 
        break;
        default: //都没有匹配到 执行这个
        语句块n+1;
}
switch(表达式){
        case 常量值1: 
        语句块1;
        break; 
        case 常量值2: 
        case 常量值3: 
        case 常量值4: 
        case 常量值5://当上下输出结果相同时，上边可以省略不写
        语句; 
        break;
        .......
        case 常量值n: 
        语句块n; 
        break;
        default: //都没有匹配到 执行这个
        语句块n+1;
}

for循环语句：

1. 循环语句具有在某些条件满足的情况下，反复执行特定代码的功能

2. 语法格式：

   for (①初始化部分; ②循环条件部分; ④迭代部分)｛
                    ③循环体部分;
   ｝

   • for(;;)中的两个；不能多也不能少，而其他部分可以不写
   • ①初始化部分，用于初始化循环变量，只执行一次。可以声明多个变量，但必须是同一个类型，用逗号分隔
   • ②循环条件部分，只要为 true ，就会不断执行循环体；当值为false时，退出循环
   • ④迭代部分，每轮循环结束后执行，使得循环变量发生变化。可以有多个变量更新，用逗号分隔

while循环语句：

• 语法格式：

  ①初始化部分
  while(②循环条件部分)｛
      ③循环体部分;
      ④迭代部分;
  }

• 说明：

  1. while(循环条件部分)中循环条件为非零值，表示true、真；为零值，表示false、假。
  2. 注意不要忘记声明④迭代部分。否则，循环将不能结束，变成死循环。
  3. for循环和while循环可以相互转换。二者没有性能上的差别。实际开发中，根据具体结构的情况，选择哪个格式更合适、美观。
  4. for循环与while循环的区别：初始化条件部分的作用域不同。

do-while循环语句：

• do-while 结构是 while 的变体，它会先执行一次循环体，然后再判断是否满足条件。如果满足的话，就继续执行循环体，否则跳出循环。

• 语法格式：

  ①初始化部分;
  do{
          ③循环体部分
          ④迭代部分
  }while(②循环条件部分); //分号不要忘记

• 说明：

  1. do{}while();最后有一个分号
  2. do-while结构的循环体语句是至少会执行一次，这个和for和while是不一样的
  3. 循环的三个结构for、while、do-while三者是可以相互转换的。

三种循环结构：

1. 三种循环结构都具有四个要素：
   • 初始化部分—–>只执行一次
   • 循环条件部分—>一定是布尔类型的结果
   • 循环体部分——>反复执行的代码
   • 迭代部分———>相关的变量会做更新、迭代
2. 从循环次数角度分析：
   • do-while循环至少执行一次循环体语句。
   • for和while循环先判断循环条件语句是否成立，然后决定是否执行循环体。
3. 如何选择：
   • 遍历有明显的循环次数（范围）的需求，选择for循环
   • 遍历没有明显的循环次数（范围）的需求，选择while循环
   • 如果循环体语句块至少执行一次，可以考虑使用do-while循环
   • 本质上：三种循环之间完全可以互相转换，都能实现循环的功能

break和continue关键字：

• 使用说明：

  

goto关键字：

• 使用goto，可以实现无条件的语句的转移。

• 格式：

  1. goto 标号（标签）;
  2. 其中，标号，属于标识符，以“:”为标记，位于某语句前面。
  3. 执行 goto 语句后，程序将跳转到指定标号处执行。这样可以随意将控制转移到程序中的任意一条语句上，然后执行它。

• 举例：

  int main() {
      
      loop_label:printf("Hello, world!\n");
      goto loop_label;
  
      return 0;
  }

  • loop_label是一个标签名，可以放在正常语句的前面。程序执行到 goto 语句，就会跳转到它指定的标签名位置继续执行。因此，上面的代码会产生无限循环。
  • 实际使用中，goto语句通常与条件语句配合。可用来实现条件转移，跳出循环体等功能。

参考链接：