C 语言基础教程(我的C之旅开始了)[九]

1. 优先级

    和数学一样，C 语言规定先乘除后加减。也就是说，乘法运算符和除法运算符的优先级（Precedence）比加法运算符和减法运算符高。同时，C 语言也规定，如果两个运算符的优先级相同，并且它们之间没有被优先级比它们高或者低的运算符隔开，则它们的运算顺序根据它们在语句中出现的先后而定。大多数运算符都是从左向右进行运算的，不过也有从右向左进行运算的（例如赋值运算符）。乘法运算符和除法运算符的优先级相同，加法运算符和减法运算符的优先级相同。因此，以下语句

        var = 8.0 + 20.0 / 4.0 * 2.0;

运算顺序为：

        20.0 / 4.0
        5.0 * 2.0  （20.0 / 4.0 得 5.0）
        8.0 + 10.0
        var = 18.0

在这个表达式中，/ 和 * 优先级相同，而且是从左向右进行运算的，所以先运算 20.0 / 4.0，然后才轮到 5.0 * 2.0。

    如果我们想让加法先进行，可以给 8.0 + 20.0 加上括号：

        var = (8.0 + 20.0) / 4.0 * 2.0;

这个语句的运算顺序为：

        8.0 + 20.0
        28.0 / 4.0
        7.0 * 2.0
        var = 14.0

    C 语言规定，先进行括号里面的运算，后进行括号外面的运算。在括号里面，运算顺序和上面讨论的一样。例如：

        var = (8.0 + 20.0 / 4.0 * 2.0) / 3.0;

运算顺序为：

        20.0 / 4.0
        5.0 * 2.0
        8.0 + 10.0
        18.0 / 3.0
        var = 6.0

下表总结了这几个运算符的优先级以及它们的结合律，按优先级从高到低进行排列

        运算符             结合律

          ()               从左向右
       + -（单目）         从右向左
         * /               从左向右
       + -（二目）         从左向右
          =                从右向左

2. 优先级和运算顺序

    运算符优先级（Operator precedence）是决定运算顺序的重要规则，但不能完全（也没必要完全）确定运算顺序。例如：

        5 * 3 + 8 * 4;

根据运算符优先级，我们知道，乘法运算先于加法运算。但是 5 * 3 和 8 * 4 谁先谁后，我们并不能确定。它们运算的先后是由编译器决定的。这是因为某种运算顺序在某种系统中效率更高，而另一种运算顺序在另一种系统中效率更高。无论它们的运算先后如何，最终得到的结果都是 47。

    您可能会说：“乘法不是从左向右进行运算的吗？这不是说明最左边的乘法最先进行吗？”是的，乘法的确是从左向右进行运算，但是您也要看到，这两个乘法运算符之间被加法运算符隔开了！我们举一个例子来说明乘法从左向右进行运算的意思。以下语句

        5 * 2 * 9 * 4;

运算顺序为：

        5 * 2
        10 * 9
        90 * 4

下面我们来看一个小程序。

        /* precedence.c -- 优先级测试 */
        #include <stdio.h>

        int main(void)
        {
            int var1, var2;

            var1 = var2 = -(9 + 4) * 5 + (6 + 8 * (7 - 1));
            printf("var1 = var2 = %d\n", var1);

            return 0;
        }

请认真阅读以上程序，想想会出现什么结果，然后编译运行，看看运行结果和您想象的是否一样。

    首先，括号运算符优先级最高。但是 (9 + 4) 和 (6 + 8 * (7 - 1)) 运算的先后是由编译器决定的。假设 (9 + 4) 先进行，则运算后得 13，然后负号运算符作用于 13 得 -13。于是我们得到：

        var1 = var2 = -13 * 5 + (6 + 8 * (7 - 1));

在 (6 + 8 * (7 - 1)) 中，先运算 (7 - 1)，得：

        var1 = var2 = -13 * 5 + (6 + 8 * 6);

因为 * 优先级高于 +，于是我们得到：

        var1 = var2 = -13 * 5 + (6 + 48);

进而

        var1 = var2 = -13 * 5 + 54;
        var1 = var2 = -65 + 54;
        var1 = var2 = -11;

因为赋值运算是从右向左的，所以 -11 被赋值给 var2，接着 var2 被赋值给 var1。最终的结果是，var1 和 var2 相等，它们的值都是 -11。

    % 是模除运算符（Modulus Operator），用于求余数。% 只可用于对整数进行模除，不可用于浮点数。例如：

          15 % 2       // 正确。余数为 1
          15.2 % 3     // 错误！

C99 以前，并没有规定如果操作数中有负数，模除的结果会是什么。C99 规定，如果 % 左边的操作数是正数，模除的结果也是正数；如果 % 左边的操作数是负数，模除的结果就是负数。例如：

          15 % 2       // 余 1
          15 % -2      // 余 1
          -15 % 2      // 余 -1
          -15 % -2     // 余 -1

标准规定，如果 a 和 b 都是整数，则 a % b 可以用公式 a - (a / b) * b 算出。例如：

          -15 % 2 == -15 - (-15 / 2) * 2 == -15 - (-7) * 2 == -1

最后，我们看一个小程序。

        /* months_to_year.c -- 将用户输入的月数转换成年数和月数 */

        #include <stdio.h>

        int main(void)
        {
            int months, years, months_left, months_per_year = 12;

            printf("Enter the number of months: ");
            scanf("%d", &months);

            years = months / months_per_year;         /* 算出年数 */
            months_left = months % months_per_year;   /* 算出剩余的月数 */

            printf("%d months is %d years, %d months.\n", months, years, months_left);

            return 0;
        }