Одноместные и двуместные операции

Однооперандные операции.

- арифметическое отрицание.Операнд должен быть указан справа от операции. Ис­пользуется для всех числовых типов данных. Результат операции - число с обратным зна­ком.

Пример:

// Переменной а присвоить число со знаком, обратным числу в b

а = -b ;

// К значению а прибавить значение Ь с обратным знаком

с = а + -b ;

// Вывести на экран значение х с обратным знаком

printf("Число, обратное значению х %d\n", -x);

+унарный плюс - получение числа с тем же знаком (не используется). ++ инкремент, или увеличение переменной на единицу. ‑ ‑декремент, или уменьшение переменной на единицу.

Кроме этих обычных операций, Си имеет некоторые специальные одноместные операторы приращения (++) и уменьшения (--). Они позволяют использовать единственную операцию, которая добавляет 1 или вычитает 1 из любого значения. Рассмотрим следующие строки программы:

sum = a + b++;

sum = a + ++b;

Первая означает “сложить а и b, присвоить результат sum и увеличить b на единицу”.

Вторая означает “увеличить b на единицу, сложить a и b и присвоить результат sum”.

Это очень мощные операции, расширяющие возможности языка.

#include <stdio.h>

main( )

{

int a,b,sum;

char *format;

format = "a = %d b = %d sum = %d \n";

a = b = 5;

sum = a + b ;printf(format,a,b,sum);

sum = a++ + b;printf(format,a,b,sum);

sum = ++a + b;printf(format,a,b,sum);

sum = --a + b;printf(format,a,b,sum);

sum = a-- + b;printf(format,a,b,sum);

}

Си поддерживает обычный набор арифметических операций:

· умножение (*),

· деление (/),

· целочисленное деление (%), т.е. остаток от деления целых чисел.

· сложение (+),

· вычитание (-).

У операции деления есть некоторые особенности.

1. При делении целых чисел получается целый результат. Например, результатом вы­ражения 7/2 будет число 3, а не 3,5. Если хотя бы одно из чисел будет веществен­ным, то результат будет вещественным. Например, результатом выражения 7 . /2 будет число 3,5.

2. Делить на ноль нельзя. Если программа выполнит эту операцию, она буде выгру­жена системой за неправильные действия и прекратит свою работу. Это касается и операции получения остатка от деления.

Все операции, кроме операции %, можно использовать со всеми рассмотренными ти­пами данных.

Операцию получения остатка от деления можно применять только при работе с целы­ми типами. Результатом выражения 7%4 будет число 3. Если необходимо разделить 7 яб­лок между 4 людьми поровну без разрезания яблок, то останется 3 яблока, которые на 4 человека не делятся нацело.

Эта операция в программировании часто применяется для определения кратности. На­пример, известно, что номер високосного года кратный четверке - должен разделиться на 4. Поэтому, если в переменной yearсодержится номер года, то для определения, являет­ся ли этот год високосным, необходимо применить выражение year% 4и если резуль­тат будет равным нулю - то год високосный.

Иногда эту операцию используют для ограничения диапазона получаемых чисел, по­скольку остаток от деления не может быть больше и даже равен знаменателю. Например, в языке Си имеется функция rand,результатом работы которой является псевдослучай ное число в диапазоне от 0до RAND_MAX.Значение RAND_MAXзависит от реализации функции, но должно быть не меньше 32767. Для того, чтобы ограничить диапазон полу­чаемых чисел, можно получить остаток от деления результата функции randна значение, на единицу больше требуемого верхнего диапазона. Например,_

// получить псевдослучайное число в диапазоне от 0 до 19

х = rand()%20;

Адресные операции

Си поддерживает две специальные адресные операции: операцию определения адреса (&) и операцию обращения по адресу (*).

Операция &возвращает адрес данной переменной: еслиsum является переменной типа int, то &sum является адресом (расположением в памяти) этой переменной. С другой стороны, если msgявляется указателем на тип char, то *msg является символом, на который указывает msg.

Операции сравнения

Операции сравнения позволяют сравнивать два значения, причем результат в зависимости от сравнения может быть либо “истина”(значение равно 1) или “ложь” (значение равно 0). Список операций сравнения приведен ниже:

- больше,

< - меньше,

<= - меньше или равно,

== - равно,

!= - не равно.

Операции сравнения в основном используются в условных операторах, которые рассматриваются ниже.

Другие логические операции. Однооперандные операции.

! логическое отрицание. Применяется для получения обратного результата от логических выражений. Ниже показаны результаты работы этой операции:

!1 равно 0. !0 равно 1.

Если логическим операциям указать значение, отличное от нуля, то оно будет восприниматься как истина. Пример:

!5 равно 0

Примеры отрицания простых логических выражений:

не интересует значение переменной х, если оно больше 10

! (а > 10)

интересует любое значение переменной х, кроме 0

! (х = 0)

интересует не високосный год

!(уеаг%4 = 0)________________________________________________

Круглые скобки в выражениях нужны, поскольку операция логического отрицания имеет более высокий приоритет, нежели те операции, которые применены в выражениях.

Логические операции

Логические операции работают с логическими выражениями и позволяют составлять логические выражения. Имеются три такие операции:

операция “И” - &&При объединении этой операцией двух логических выражений в одно, составное выражение будет истинно только тогда, когда оба простых выражения будут истинны. Например, выражение:

а > 10 && а < 20

будет истинно, если в переменной а будет находиться число в диапазоне от 11 до 19.

операция “ИЛИ” - ||При объединении этой операцией двух логических выражений в одно, составное выражение будет истинно тогда, когда хотя бы одно простое выражение будет истинным. Например, выражение:

а < 10 || а > 20

будет истинно, если в переменной а будет находиться число меньше 10 или больше 20.

операция “НЕ” -!

Эти операции всегда дают в результате значения либо 0 (ложь), либо 1 (истина).

Побитовые операции

Побитовые операции применимы только для целых типов данных и часто используют­ся для анализа и управления значениями двоичных разрядов чисел. Результат работы этих операций есть смысл смотреть только в двоичной системе счисления.

Однооперандные операции.

~ двоичное отрицание- инвертирует разряды двоичного числа.

Пример:

~ 11010101 число

00101010₂ результат

Применяется для получения обратных чисел.

Двухоперандные операции.

Все двухоперандные побитовые операции, за исключением сдвиговых, выполняются над парами двоичных разрядов двух чисел по таблице.

& побитовое И. Эта операция выполняется по следующей таблице:

Пример выполнения:

01101010₂ число1 ^& 01011101₂ число2 01001000₂ результат

Часто эту операцию в программировании используют для тестирования состояния двоичного разряда числа - определения его содержимого. Для этого выполняют операцию И над числом и вторым числом, которое должно содержать 1 в интересующем разряде и 0 в остальных. Если в результате операции получится 0, то и в интересующем разряде нахо­дится 0, в противном случае 1.

Пример тестирования 4-го разряда:

Если число находится в переменной х, то выражение для выполнения тестирования четвертого разряда в этой переменной, на языке Си будет выглядеть следующим образом:

(х & 16) = 0

Второе широкое применение этой операции для сброса двоичного разряда числа - за­писи в интересующий разряд 0. Для этого необходимо выполнить операцию И над числом и вторым числом, которое должно содержать в интересующем разряде 0 в остальных 1. Оно обратно числу, используемому для тестирования, и может быть получено операцией НЕ.

Пример сброса 4-го разряда:

Если необходимо в числе, находящемся в переменной х, в четвертый двоичный разряд

записать 0, то это может быть сделано следующим выражением:

х= х& OxEF; // или

х= х& -16; Число 11101111₂ в шестнадцатеричной системе счисления имеет представление EF. Вместо константы OxEF, можно было применить константу 239 или 0357, поскольку это разные представления одного и того же числа.

| побитовое ИЛИ. Эта операция выполняется по следующей таблице:

Пример выполнения:

01101000₂ число1 ¹ 0101П01₂ число2 01111101₂ результат

Широко эта операция применяется для установки двоичного разряда числа в 1. Для этого выполняют операцию ИЛИ над числом и вторым числом, которое должно содер­жать 1 в интересующем разряде и 0 в остальных.

Пример установки 4-го разряда в 1:

Если необходимо в числе, находящемся в переменной х, в четвертый двоичный разряд записать 1, то это может быть сделано следующим выражением:

х = х | 16 ;_

^{^} побитовое ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Таблица для этой операции следующая:

Пример выполнения:

<< сдвиг двоичных разрядов числа влево.

>> сдвиг двоичных разрядов числа вправо.

Второй операнд у этих операции должен указывать, на сколько позиций сдвигать раз­ряды. Те разряды, которые выходят за рамки числа, теряются, а вновь прибывающие при­ходят с нулями при сдвиге влево. При сдвиге вправо знакового числа, если оно отрица­тельное, происходит заполнение числа единицами, для сохранения знака.

Пример:

Сдвиговые операции можно использовать для формирования чисел, необходимых для тестирования и установки разрядов числа. Например, для того, что бы получить число для тестирования разряда с номером п, можно воспользоваться выражением 1 « n.

Операция сдвига числа влево на nразрядов равносильна умножению этого числа на 2ⁿ, а сдвиг числа вправо на nразрядов равносилен делению числа на 2ⁿ. Поскольку сдвиговые операции выполняются в компьютере быстрее, нежели арифметические операции, то ино­гда их используют для реализации умножения или деления числа на 2ⁿ.

Прочие операции

Однооперандные операции

& получение адреса переменной.Используется для переменных любых типов. Ре­зультатом работы этой операции будет адрес первого байта, с которого начинается пере­менная в оперативной памяти.

Пример:__________________________________________________________________

scanf("%d", &a) ///функции sacnf передается адрес переменной

sizeof операция определения размера. Записывается по следующей форме:________

sizeof(тип_данных)

или

sizeof(выражение)

Результатом работы этой операции будет целое число, которое будет отражать размер операнда в байтах. Результатом выражения sizeof (double)будет число 8, а выраже­ние sizeof (a + b)даст число 4, если переменные аи b типа long.

Удобно использовать эту операцию с типом intв случае написания переносимого под разные платформы текста программы, т.к. размер у этого типа в языке Си плавает и зави­сит от разрядности процессора.

(тип__данных)операция приведения типа. Позволяет преобразовать значение одного типа данных в другой. Например, для того, чтобы получить остаток от деления целых час­тей переменных аи bтипа doubleможно воспользоваться выражением (int)a% (int)b.Без приведения к типу intкомпилятор будет выдавать ошибку, т.к. операцию получения остатка от деления целых чисел нельзя применять к переменным типа double.

Двухоперандные операции

, операция последовательного вычисления. Задается по следующей форме:

выражение1 , выражение2

Результатом операции будет результат от вычисления выражения2.Удобна в тех слу­чаях, когда по синтаксису языка Си требуется указать одно выражение, а для организации работы программы требуется два.

Пример:_

х = (а > b) ? а+= 10, а- b ; b += 10 , b - а;

переменной хприсвоить абсолютное значение разности двух чисел аи b, при этом большее число необходимо увеличить на 10 перед вычислением разности.

Арифметические преобразования данных

В выражениях языка Си могут встречаться разные типы данных, при этом компилятор осуществляет автоматически преобразование операндов к одному типу, а затем реализует операцию. Типом результата будет тип, к которому осуществлялось преобразование опе­рандов.

Арифметические преобразования осуществляются следующим образом:

1. Все операнды типов char или short преобразуются к int, все операнды типов unsigned char или unsigned short преобразуются к unsigned int, все операнды типа float преобразуются к типу double.

2. Любую пару разнотипных операндов компилятор рассматривает в следующем по­рядке: если один операнд типа long double, то второй преобразуется к типу long double, если один операнд типа double, то второй преобразуется к типу double, если один операнд типа unsigned long, то второй преобразуется к ти­пу unsigned long, если один операнд типа long, то второй преобразуется к ти­пу long.

3. В операторе присваивания операнд (результат) в правой части преобразуется к ти­пу переменной в левой части, при этом тип может, как повышаться, так и пони­жаться.

Благодаря этим преобразованиям в программах удается получать правильные резуль­таты и меньше заботиться о диапазонах типов.

Ввод

В Си имеется несколько функций ввода; некоторые производят ввод из файла или входного потока, другие с клавиатуры. Здесь рассматривается только ввод с клавиатуры, а операции ввода/вывода из файла приведены ниже.

Функция scanf

Для интерактивного ввода можно использовать в большинстве случаев функцию scanf. Эта функция по смыслу эквивалентна printf; ее формат выглядит так:

scanf( <строка формата>,<адрес>,<адрес>,...)

В функции scanf используются многие из тех спецификаций формата %<буква>, что и у функции printf:%d - для целых, %f - для чисел с плавающей точкой и т.д.

Однако scanf имеет одно важное отличие: объекты, следующие за строкой формата, должны быть адресами, а не значениями. Например, в программе содержится следующий вызов:

scanf(“%d %d”, &a, &b);

Этот вызов сообщает программе, что она должна ожидать ввода двух десятичных (целых) чисел, разделенных пробелом; первое будет присвоено а, а второе - b. Здесь используется операция адреса (&) для передачи адресов а и b функции scanf. Если есть необходимость ввести строку символов, то это делается, например, следующим образом:

main()

{

char name[30];

printf(“Как вас зовут: “);

scanf(“%s, name);

printf(“Привет, %s\n, name);

}

Поскольку name является массивом символов, значение name -это адрес самого массива. По этой причине перед именем name не используется адресный оператор &, просто пишется имя name.

8.2.2. Функции gets и getch

Функция gets читает все, что набирается на клавиатуре, до тех пор пока не нажата клавиша “Enter”. Она в конец строки помещает нулевой символ (\0).

Однако эта функция порождает другую проблему: снова запустите эту программу, однако введите вашу имя и фамилию. Что получилось? Это случилось потому, что введенный после имени пробел сигнализирует о конце вводимой строки.

Два варианта решения этой проблемы. Первая состоит в том, чтобы зарезервировать 2 массива - на имя и на фамилию. Тогда в программе модифицируется строка ввода:

scanf("%s %s",first,last);

Модифицировать программу для ввода и печати на экране имени и фамилии.

Второй способ состоит в использовании другой функции ввода gets. Введите следующую программу:

main ()

{

char name[60];

printf("Как вас зовут: ");

gets(name);

printf("Привет, %s\n, name);

}

Функция gets читает все, что набирается на клавиатуре, до тех пор пока не нажата клавиша "Enter". Она в конец строки помещает нулевой символ (\0). Ввести теперь в этой программе имя и фамилию и посмотреть, как она их выводит.

Наконец, есть еще функция getch. Она читает единственныйсимвол с клавиатуры, не выдавая его на экран ( в отличие от scanf и gets). Заметим, что у нее нет параметра, она является функцией типа char, ее значение может быть непосредственно присвоено переменной ch.