运算符

第 4 课，共 30 课 · 第 1 部分 · 起步 · 约 15 分钟

程序最常做的事之一就是算数：一共多少钱、平均几分、还剩多少。C 的加减乘除和数学课上差不多，不过有两个地方常常让人吃惊：7 / 2 等于 3，而 int 也有装不下的时候。

main.c

1#include <stdio.h>2 3int main(void) {4    int price = 12;5    int quantity = 3;6    int total = price * quantity;7    printf("合计：%d 元\n", total);8    return 0;9}

输出

合计：36 元

price * quantity 先算出 36，再放进 total。算式可以放在赋值的右边，也可以直接放进 printf。

算术运算符

运算符	意思	例子	结果
`+`	加	`17 + 5`	`22`
`-`	减	`17 - 5`	`12`
`*`	乘	`17 * 5`	`85`
`/`	除	`17 / 5`	`3`
`%`	取余数	`17 % 5`	`2`

main.c

1#include <stdio.h>2 3int main(void) {4    int a = 17;5    int b = 5;6    printf("%d + %d = %d\n", a, b, a + b);7    printf("%d - %d = %d\n", a, b, a - b);8    printf("%d * %d = %d\n", a, b, a * b);9    printf("%d / %d = %d\n", a, b, a / b);10    printf("%d %% %d = %d\n", a, b, a % b);11    return 0;12}

输出

17 + 5 = 22
17 - 5 = 12
17 * 5 = 85
17 / 5 = 3
17 % 5 = 2

最后一行的 %% 是第 3 课学的：在 printf 的文字里显示一个 %。

整数除法

两个 int 相除，结果还是 int：小数部分直接丢掉，不四舍五入。所以 17 / 5 是 3，不是 3.4。

main.c

1#include <stdio.h>2 3int main(void) {4    printf("%d\n", 7 / 2);5    printf("%d\n", 19 / 4);6    printf("%d\n", 9 / 10);7    return 0;8}

输出

3
4
0

9 / 10 是 0.9，丢掉小数部分就是 0。另外，不能除以 0：这是未定义行为，我们的引擎会停在那一行。

先猜一猜

这段程序显示什么？

1#include <stdio.h>2 3int main(void) {4    int minutes = 100;5    printf("%d\n", minutes / 60 * 60);6    return 0;7}

从左往右算：100 / 60 是整数除法，得 1；再 1 * 60，得 60。丢掉的那部分回不来了。

输出

取余数

% 算的是整数除法剩下的余数。一个数除以另一个数，商用 /，余数用 %，两个一起用就很方便：

main.c

1#include <stdio.h>2 3int main(void) {4    int eggs = 50;5    int boxes = eggs / 6;6    int left = eggs % 6;7    printf("%d 个鸡蛋：装满 %d 盒，剩 %d 个\n", eggs, boxes, left);8    printf("%d\n", 8 % 2);9    printf("%d\n", 7 % 2);10    return 0;11}

输出

50 个鸡蛋：装满 8 盒，剩 2 个
0
1

一个数 % 2 得 0 就是偶数，不是 0 就是奇数（正数得 1，负的奇数得 -1）。% 只能用在整数上，写 7.5 % 2 会编译错误。

小数除法和类型转换

只要有一边是 double，结果就是 double，小数部分也留着。但是，把整数除法的结果放进 double 已经晚了：

main.c

1#include <stdio.h>2 3int main(void) {4    double a = 7.0 / 2;5    double b = 7 / 2.0;6    double c = 7 / 2;7    printf("%f\n", a);8    printf("%f\n", b);9    printf("%f\n", c);10    return 0;11}

输出

3.500000
3.500000
3.000000

c 是 3.000000：7 / 2 两边都是整数，先算出 3，再放进 double。

如果两个数都是 int 变量，比如求平均分，就在前面写 (double)，把它转换成 double 再算：

main.c

1#include <stdio.h>2 3int main(void) {4    int total = 256;5    int count = 3;6    printf("%.2f\n", (double)total / count);7    printf("%.2f\n", (double)(total / count));8    return 0;9}

输出

85.33
85.00

第一行先把 total 变成 256.0，再除，得 85.33。第二行括号里先做了整数除法，得 85，再转换也找不回小数了。反过来，(int)3.9 得 3，小数部分丢掉。

+= 和 ++

「在原来的值上加一点」太常见了，所以有简写：

写法	等于
`balance += 50;`	`balance = balance + 50;`
`balance -= 30;`	`balance = balance - 30;`
`balance *= 2;`	`balance = balance * 2;`
`visits++;`	`visits = visits + 1;`
`visits--;`	`visits = visits - 1;`

main.c

1#include <stdio.h>2 3int main(void) {4    int balance = 100;5    balance += 50;6    balance -= 30;7    balance *= 2;8    printf("余额：%d\n", balance);9    int visits = 0;10    visits++;11    visits++;12    visits--;13    printf("访问：%d 次\n", visits);14    return 0;15}

输出

余额：240
访问：1 次

点单步，看每一行之后 balance 和 visits 变成多少。++ 和 -- 也可以写在前面（++visits），单独一行时效果一样；放进别的算式里时两种写法有区别，先别那样用。

先乘除，后加减

和数学课一样：先算 *、/、%，再算 +、-；同一级的从左往右。想先算哪部分，就加括号。

main.c

1#include <stdio.h>2 3int main(void) {4    int a = 80;5    int b = 90;6    int c = 70;7    printf("%d\n", 2 + 3 * 4);8    printf("%d\n", (2 + 3) * 4);9    printf("%d\n", a + b + c / 3);10    printf("%d\n", (a + b + c) / 3);11    return 0;12}

输出

第三行想求三科的平均分，可是只有 c 被除以 3，得到 193。加了括号的第四行才是 80。

小技巧： 拿不准谁先算的时候就加括号。多一对括号不花什么，读的人也更省心。

整数溢出

第 2 课说过，int 一般占 4 个字节，能放的数有上限，也有下限。<limits.h> 里的 INT_MAX 和 INT_MIN 就是这两个数：

main.c

1#include <stdio.h>2#include <limits.h>3 4int main(void) {5    printf("int 最大：%d\n", INT_MAX);6    printf("int 最小：%d\n", INT_MIN);7    return 0;8}

输出

int 最大：2147483647
int 最小：-2147483648

已经是最大了，再加 1 会怎样？

main.c

1#include <stdio.h>2#include <limits.h>3 4int main(void) {5    int views = INT_MAX;6    printf("%d\n", views);7    views = views + 1;8    printf("%d\n", views);9    return 0;10}

输出

2147483647
signed integer overflow: 2147483647 + 1 cannot be represented in type 'int'

发生了什么： 停在第 7 行：2147483647 + 1 超出了 int 的范围（结果放不下）。

超出 int 的范围叫溢出，这也是未定义行为。在普通的电脑上，它常常悄悄变成一个很大的负数，程序照样往下跑，错误很难发现。我们的引擎会停在溢出的那一行。数可能很大时（比如全世界的人口），就要换一个更大的类型，比如 long long，以后会见到。

练一练

写好代码，点检查。提示随便看，实在想不出来再看答案。

练习 1

几小时几分钟

把 total_minutes 换算成小时和分钟，显示 2 小时 15 分钟。

要显示

2 小时 15 分钟

exercise1.c

1#include <stdio.h>2 3int main(void) {4    int total_minutes = 135;5    int hours = 0;6    int minutes = 0;7    printf("%d 小时 %d 分钟\n", hours, minutes);8    return 0;9}

输出

点「运行」或按 Ctrl+Enter

练习 2

摄氏转华氏

华氏温度 = 摄氏温度 × 9 ÷ 5 + 32。算出 fahrenheit，显示 36.6°C = 97.9°F。

要显示

36.6°C = 97.9°F

exercise2.c

1#include <stdio.h>2 3int main(void) {4    double celsius = 36.6;5    double fahrenheit = 0;6    printf("%.1f°C = %.1f°F\n", celsius, fahrenheit);7    return 0;8}

输出

点「运行」或按 Ctrl+Enter

练习 3

修好它

60 道题答对了 45 道，正确率应该是 75.0%，这段程序却显示 0.0%。改好它，让它显示 正确率：75.0%。

要显示

正确率：75.0%

exercise3.c

1#include <stdio.h>2 3int main(void) {4    int correct = 45;5    int total = 60;6    double rate = correct / total * 100;7    printf("正确率：%.1f%%\n", rate);8    return 0;9}

输出

点「运行」或按 Ctrl+Enter

这一课学会了

+ - * / % 是加、减、乘、除、取余数。
两个 int 相除，小数部分直接丢掉：7 / 2 是 3；% 给出余数。
有一边是 double，结果就是 double；两个 int 变量相除要小数，写 (double)a / b。
+=、-=、*= 是简写；x++ 加 1，x-- 减 1。
先乘除后加减，同一级从左往右；拿不准就加括号。
int 有上限 INT_MAX，超出去是溢出，这是未定义行为。