C语言中的运算符优先级「代码示例」

1. 运算符优先级的定义

在C语言中，运算符优先级是由编译器按照一定规则预先定义的，用于确定运算符之间的执行优先级。在进行表达式运算时，编译器按照运算符优先级来确定运算符的执行顺序，从而获取正确的表达式运算结果。

下面是C语言中常用的运算符优先级从高到低的顺序表：

()





// 括号，强制优先级
! ~ ++ -- + -



// 一元运算符
* / %





// 乘、除、取余
+ -





// 加、减
<< >>





// 左移、右移
< <= > >=



// 小于、小于等于、大于、大于等于
== !=





// 等于、不等于
&





// 按位与
^





// 按位异或
|





// 按位或
&&





// 逻辑与
||





// 逻辑或
?:





// 条件运算符
= += -= *= /= %=

// 赋值运算符
,





// 逗号，用于分隔表达式

需要注意的是，优先级高的运算符并不一定比优先级低的运算符先执行，这还要考虑到运算符的结合性（左结合和右结合）。

2. 左结合和右结合

2.1 左结合

对于优先级相同的运算符，C语言默认采取左结合（left-associative）的方式来进行运算。

所谓左结合，就是指相同优先级的运算符从左往右执行。比如，对于如下的表达式：

int a = 1, b = 2, c = 3;
a + b + c;

因为加法运算符具有左结合性，所以会先计算a+b的值，再和c相加。相当于以下表达式：

(a+b)+c;

2.2 右结合

有些运算符，比如赋值运算符和三目运算符，采用的是右结合（right-associative）方式进行运算。

所谓右结合，就是指相同优先级的运算符从右往左执行。

以赋值运算符为例，如下的赋值语句：

int a = 5, b = 10, c = 20;
a = b = c;

因为赋值运算符的优先级比等于号要低，而且赋值运算符采用的是右结合，所以先执行b=c，再执行a=b，最终a、b、c的值都变成了20。

3. 运算符优先级示例

3.1 算术运算符的优先级

算术运算符包括加、减、乘、除、取余等运算符，其优先级从高到低为：

* / %
+ -

这意味着，乘、除、取余优先级高于加、减。下面的示例演示了算术运算符的优先级：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 5, b = 3, c = 8;
    int result = a + b * c;
    printf("a + b * c = %d\n", result);
    return 0;
}

这个例子中，由于乘法运算符的优先级高于加法运算符，所以先计算b*c的结果，然后再加上a的值，最终得到23。

3.2 逻辑运算符的优先级

逻辑运算符包括与、或、非等运算符，其优先级从高到低为：

!
&&
||

这意味着，非运算符的优先级高于与运算符，与运算符的优先级高于或运算符。下面的示例演示了逻辑运算符的优先级：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 5, b = 3, c = 0;
    int result = (a > b) && (c != 0);
    printf("(a > b) && (c != 0) = %d\n", result);
    return 0;
}

这个例子中，由于与运算符的优先级高于或运算符，所以先计算(a>b)的结果，再计算(c!=0)的结果，最后将它们用与运算符连接起来，得到结果0。

3.3 关系运算符的优先级

关系运算符包括小于、小于等于、大于、大于等于、等于和不等于等运算符，其优先级从高到低为：

< <= > >=
== !=

这意味着，小于、小于等于、大于、大于等于优先级高于等于和不等于。下面的示例演示了关系运算符的优先级：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 5, b = 3, c = 8;
    int result = (a > b) != (c < a);
    printf("(a > b) != (c < a) = %d\n", result);
    return 0;
}

这个例子中，由于小于运算符的优先级低于不等于运算符，所以先计算cb的结果，最后将它们用不等于运算符连接起来，得到结果1。

3.4 赋值运算符的优先级

C语言中的赋值运算符不仅仅是一个等于号，还可以和其他运算符组合形成不同的赋值运算。

赋值运算符的优先级是从右往左依次降低的。比如，先计算右边表达式的值，然后再把它赋值给左边的变量。

下面的表格列出了常见的赋值运算符及其组合形式，从上到下优先级依次降低：

下面的示例演示了赋值运算符的优先级：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 5, b = 3, c = 8;
    a += b *= c %= 3;
    printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c);
    return 0;
}

这个例子中，由于赋值运算符的优先级从右往左依次降低，所以先计算c%=3的结果（等价于c=c%3），再计算b*=2的结果（等价于b=b*2），最后将结果赋值给a，得到a的值为11，b的值为16，c的值为2。

3.5 其他运算符的优先级

对于其他运算符，比如位运算符、条件运算符等，其优先级是由它们本身的功能决定的。

位运算符包括按位与、按位或、按位异或等运算符。以按位与运算符为例，其优先级低于关系运算符，高于赋值运算符。下面的示例演示了位运算符的优先级：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 5, b = 3, c = 8;
    int result = (a < b) & (c > b);
    printf("(a < b) & (c > b) = %d\n", result);
    return 0;
}

这个例子中，由于位运算符的优先级低于关系运算符，所以先计算a<b和c>b的结果，最后将它们用按位与运算符连接起来，得到结果0。

条件运算符由问号和冒号组成，其优先级低于逻辑运算符，高于赋值运算符。下面的示例演示了条件运算符的优先级：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 5, b = 3;
    int result = (a > b) ? a : b;
    printf("(a > b) ? a : b = %d\n", result);
    return 0;
}

这个例子中，由于条件运算符的优先级低于逻辑运算符，所以先计算a>b的结果，然后根据结果选择a或b的值，最终得到结果5。

4. 总结

在C语言中，运算符优先级和结合性是编译器预先定义的，用于确定运算符之间的执行顺序以获取正确的表达式运算结果。

常用的运算符有算术运算符、逻辑运算符、关系运算符、赋值运算符、位运算符、条件运算符等，需要根据它们的优先级和结合性来编写正确的表达式，避免因为优先级问题导致程序出错。