Унарные операции Унарный минус (-)Операция унарного минуса выполняет арифметическое отрицание своего операнда. Операнд должен быть целым или плавающим значением. Выполняются преобразования операнда по умолчанию. Тип результата совпадает с преобразованным типом

Операции В языке Си предусматриваются поразрядные логические операции и операции сдвига. Далее мы будем записывать значения в двоичном коде, чтобы вы могли видеть, как выполняются операции. В реальных программах используются целые переменные или константы, записанные в

Операции Теперь рассмотрим, что можно и нельзя делать с величинами типа enum. Вы можете присвоить константу типа enum переменной того же типа enum feline pet;pet = tiger;Нельзя использовать другие операции присваивания: pet += cat; /* недопустимо */Можно провести сравнение с целью выявления

4.3. Операции сравнения и логические операции Символ операции Значение Использование! Логическое НЕ!expr меньше exprexpr = Меньше либо равно expr=expr больше exprexpr = больше либо равно expr=expr == равно expr==expr != не равно expr!=expr логическое

Операции is и as Операция is предназначена для проверки того, имеет ли классовая переменная указанный динамический тип. Операция as позволяет безопасно преобразовать переменную одного классового типа к другому классовому типу (в отличие от явного приведения классового

Из операций и операндов строятся операторы- выражения, которые служат для получения значения. Рассмотрим основные операции, которые будем разделять на следующие классы: унарные, применяются к одному операнду; бинарные, применяются к двум операндам; тернарная операция (единственная), применяется к трем операндам. Некоторые операции просто будут перечислены, а более подробно будут рассмотрены позднее.

Унарные операции:

«-» - «унарный минус» применяется к арифметическим операндам (целым, вещественным переменным или константам), результат операции значение операнда с противоположным знаком;

«+» - «унарный плюс» операция ничего не делает, введена для симметрии с операцией «унарный минус»;

«*» - «обращение по адресу», операция применяется к указателям, результат операции значение объекта (операнда), на который указывает указатель;

«&» - «получение адреса», результат операции – адрес объекта (переменной);

«~» - «поразрядное отрицание» операция применяется только к целым операндам, результат операции целое значение, в котором разряды исходного операнда инвертированы;

«!» - «логическое отрицание» («логическое НЕ»), дает в результате значение 0, если операнд есть истина (не нуль), и значение 1, если операнд равен нулю (в Visual C++ тип результата bool), следует отметить, что в базовом Си стандарта ANSI отсутствовал в явном виде логический тип, который бы принимал 2 значения: «истина» и «ложь», вместо логического типа использовался, как правило, целый тип, значение 0- интерпретировалось, как «ложь», любое значение отличное от 0 являлось «истина»;

(<тип>) – «операция преобразования типа», была рассмотрена ранее;

«sizeof» – операция определения размера предназначена для вычисления размера объекта или типа в байтах, и имеет две формы:

sizeof выражение или sizeof(выражение)

sizeof(тип)

Инкремент (увеличение на 1), -- - декремент (уменьшение на 1), имеют две формы записи - префиксную, когда операция записывается перед операндом, и постфиксную. Если операции используются сами по себе (в операторе только одна операция), то разницы между двумя формами нет. Если операция применяется внутри выражения с другими операциями, то в префиксной форме сначала изменяется операнд, а затем его новое значение подставляется в выражение, а в постфиксной форме в выражение подставляется старое значение, а затем изменяется значение операнда. Например,

int i=10, j;

j=++i; // Префиксная форма операции

В результате выполнения данного фрагмента, i и j будут равны 11 (переменной j присваивается новое значение i, увеличенное на 1), если изменить форму операции ++:

int i=10, j;

j=i++; // Постфиксная форма операции

то, после выполнения i будет равно 11, а j будет равно 10, переменной j присваивается старое значение переменной i , а затем оно увеличивается на 1. Операции чаще применяют к целым операндам, но их можно применять к вещественным операндам и даже к указателям.

Бинарные операции можно разделить на следующие классы:

Арифметические:

«+» - бинарный плюс;

«-» - бинарный минус;

«*» - умножение;

«/» - деление;

% - получение остатка от деления.

Первые четыре операции применяются к арифметическим операндам: целым или вещественным, операции «+» и «-» ограниченным способом могут применяться к указателям. Операция – «%» применяется только к целым операндам.

Логические:

«&&» - логическое И;

«||» - логическое ИЛИ;

«^» - логическое исключающее ИЛИ.

Операнды логических операций могут иметь арифметический тип или быть указателями, при этом операнды в каждой операции могут быть различных типов. Преобразования типов не производятся, каждый операнд оценивается с точки зрения его эквивалентности нулю (операнд, равный нулю, рассматривается как «ложь», не равный нулю - как «истина»). В Visual C++ тип результата int или bool в зависимости от типов операндов.

Поразрядные:

«&» - поразрядное И;

«|» - поразрядное ИЛИ;

«^» - поразрядное исключающее ИЛИ;

«>>» - поразрядный сдвиг вправо;

«<<» - поразрядный сдвиг влево.

Данные операции применяются только к целочисленным операндам и работают с их двоичными представлениями. При выполнении операций «&», «|», «^» операнды сопоставляются побитово (первый бит первого операнда с первым битом второго, второй бит первого операнда со вторым битом второго, и т д.).

Операции сдвига сдвигают двоичное представление первого операнда влево или вправо на количество двоичных разрядов, заданное вторым операндом. При сдвиге влево «<<» освободившиеся разряды обнуляются. При сдвиге вправо «>>» освободившиеся биты заполняются нулями, если первый операнд беззнакового типа, и знаковым разрядом в противном случае.

Отношения (сравнения):

«==» - равно (не путать с операцией присваивания «=»);

«!=» - не равно;

«>» - больше;

«<» - меньше;

«>=» - больше или равно;

«<=» - меньше или равно.

Операции отношения сравнивают первый операнд со вторым. Операнды могут быть арифметического типа или указателями. Результатом операции является значение «истина» (любое значение не равное 0, как правило, 1) или «ложь» (0). В Visual C++ тип результата bool .

Присваивания:

«=» - простое присваивание.

Первый операнд должен быть L-значением область памяти будет занесен результат операции. второй - выражением. Сначала вычисляется выражение, стоящее в правой части операции, а потом его результат записывается в область памяти, указанную в левой части. Так называемое, L-значение (L- value) (леводопустимое значение, может быть использовано слева от операции присваивания), так обозначается любое выражение, адресующее некоторый участок памяти, в который можно занести значение.

op= (где op – символ бинарной операции) – комбинированное присваивание, комбинация бинарное операции с операцией присваивания, например, «+=» - присваивание со сложением, по аналогии существуют операции: «*=», «/=», «-=», «%=», «&=», «|=», «^=» и др. Комбинированные операции работают по следующему правилу:

i+=10; аналогично i=i+10;

Другие бинарные операции , просто их перечислим:

() – вызов функции;

– обращение к элементу массива;

«.» («точка») – обращение к полю переменной структурного типа;

«->» - обращение к полю переменной структурного типа через указатель;

«,» («запятая») – последовательное вычисление, может ставится между выражениями, выражения вычисляются последовательно, результат операции результат второго операнда (выражения).

Тернарная операция:

«?:» - условная операция.

Формат: <операнд1> ? <операнд2> : <операнд3>

Первый операнд имеет тип, заменяющий логический – арифметический или указатель, если первый операнд имеет значение «истинно», то результат операции – значение второго операнда, а если «ложь», то результат операции значение третьего операнда. Пример,

y= x>=0 ? x: -x;

переменной y присваивается значения модуля переменной x.

В Си используются следующие обозначения для логических операций:

|| логическое "или" (логическое сложение)

&& логическое "и" (логическое умножение)

Логическое "не" (логическое отрицание)

Логические константы "истина" и "ложь" обозначаются через true и false (это ключевые слова языка). Примеры логических выражений:

bool a, b, c, d;

a = b || c; // логическое "или"

d = b && c; // логическое "и"

a = !b; // логическое "не"

a = (x == y); // сравнение в правой части

a = false; // ложь

b = true; // истина

c = (x > 0 && y != 1); // c истинно, когда

// оба сравнения истинны

Самый высокий приоритет у операции логического отрицания, затем следует логическое умножение, самый низкий приоритет у логического сложения.

Унарные и бинарные операции

По количеству операндов, участвующих в операции, операции подразделяются на унарные, бинарные и тернарные.

В языке Си имеются следующие унарные операции:

Арифметическое отрицание (отрицание и дополнение);

~ побитовое логическое отрицание (дополнение);

Логическое отрицание;

* разадресация (косвенная адресация);

& вычисление адреса;

Унарный плюс;

Увеличение (инкремент);

Уменьшение (декремент);

sizeof размер.

Унарные операции выполняются справа налево.

Операции увеличения и уменьшения увеличивают или уменьшают значение операнда на единицу и могут быть записаны как справа так и слева от операнда. Если знак операции записан перед операндом (префиксная форма ), то изменение операнда происходит до его использования в выражении. Если знак операции записан после операнда (постфиксная форма ), то операнд вначале используется в выражении, а затем происходит его изменение.

A префиксная форма

A++ постфиксная форма

#include

#include

{//демонстрирует различия в выражениях

printf("a = %d b = %d \n",a,b);

printf("a = %d b = %d \n",a++,++b);

Результат

В отличие от унарных, бинарные операции , список которых приведен в табл., выполняются слева направо.

Таблица

Левый операнд операции присваивания должен быть выражением, ссылающимся на область памяти (но не объектом объявленным с ключевым словом const), такие выражения называются леводопустимыми к ним относятся:

Идентификаторы данных целого и плавающего типов, типов указателя, структуры, объединения;

Индексные выражения, исключая выражения имеющие тип массива или функции;

Выражения выбора элемента (->) и (.), если выбранный элемент является леводопустимым;

Выражения унарной операции разадресации (*), за исключением выражений, ссылающихся на массив или функцию;

Выражение приведения типа если результирующий тип не превышает размера первоначального типа.

При записи выражений следует помнить, что символы (*), (&), (!), (+) могут\ обозначать унарную или бинарную операцию.

Преобразование типов

При выполнении операций происходят неявные преобразования типов в следующих случаях:

При выполнении операций осуществляются обычные арифметические преобразования (которые были рассмотрены выше);

При выполнении операций присваивания, если значение одного типа присваивается переменной другого типа;

При передаче аргументов функции.

Кроме того, в Си есть возможность явного приведения значения одного типа к другому.

В операциях присваивания тип значения, которое присваивается, преобразуется к типу переменной, получающей это значение. Допускается преобразования целых и плавающих типов, даже если такое преобразование ведет к потере информации.

Преобразование целых типов со знаком. Целое со знаком преобразуется к более короткому целому со знаком, посредством усечения старших битов. Целая со знаком преобразуется к более длинному целому со знаком, путем размножения знака. При преобразовании целого со знаком к целому без знака, целое со знаком преобразуется к размеру целого без знака и результат рассматривается как значение без знака.

Преобразование целого со знаком к плавающему типу происходит без потери] информации, за исключением случая преобразования значения типа long int или unsigned long int к типу float, когда точность часто может быть потеряна.

Преобразование целых типов без знака. Целое без знака преобразуется к более короткому целому без знака или со знаком путем усечения старших битов. Целое без знака преобразуется к более длинному целому без знака или со знаком путем дополнения нулей слева.

Когда целое без знака преобразуется к целому со знаком того же размера, битовое представление не изменяется. Поэтому значение, которое оно представляет, изменяется, если знаковый бит установлен (равен 1), т.е. когда исходное целое без знака больше чем максимальное положительное целое со знаком, такой же длины.

Целые значения без знака преобразуются к плавающему типу, путем преобразования целого без знака к значению типа signed long, а затем значение signed long преобразуется в плавающий тип. Преобразования из unsigned long к типу float, double или long double производятся с потерей информации, если преобразуемое значение больше, чем максимальное положительное значение, которое может быть представлено для типа long.

Преобразования плавающих типов. Величины типа float преобразуются к типу double без изменения значения. Величины double и long double преобразуются к float c некоторой потерей точности. Если значение слишком велико для float, то происходит потеря значимости, о чем сообщается во время выполнения.

При преобразовании величины с плавающей точкой к целым типам она сначала преобразуется к типу long (дробная часть плавающей величины при этом отбрасывается), а затем величина типа long преобразуется к требуемому целому типу. Если значение слишком велико для long, то результат преобразования не определен.

Преобразования из float, double или long double к типу unsigned long производится с потерей точности, если преобразуемое значение больше, чем максимально возможное положительное значение, представленное типом long.

Преобразование типов указателя. Указатель на величину одного типа может быть преобразован к указателю на величину другого типа. Однако результат может быть не определен из-за отличий в требованиях к выравниванию и размерах для различных типов.

Указатель на тип void может быть преобразован к указателю на любой тип, и указатель на любой тип может быть преобразован к указателю на тип void без ограничений. Значение указателя может быть преобразовано к целой величине. Метод преобразования зависит от размера указателя и размера целого типа следующим образом:

Если размер указателя меньше размера целого типа или равен ему, то указатель преобразуется точно так же, как целое без знака;

Если указатель больше, чем размер целого типа, то указатель сначала преобразуется к указателю с тем же размером, что и целый тип, и затем преобразуется к целому типу.

Целый тип может быть преобразован к адресному типу по следующим правилам:

Если целый тип того же размера, что и указатель, то целая величина просто рассматривается как указатель (целое без знака);

Если размер целого типа отличен от размера указателя, то целый тип сначала преобразуется к размеру указателя (используются способы преобразования, описанные выше), а затем полученное значение трактуется как указатель.

Преобразования при вызове функции. Преобразования, выполняемые над аргументами при вызове функции, зависят от того, был ли задан прототип функции (объявление "вперед") со списком объявлений типов аргументов.

Если задан прототип функции и он включает объявление типов аргументов, то над аргументами в вызове функции выполняются только обычные арифметические преобразования.

Эти преобразования выполняются независимо для каждого аргумента. Величины типа float преобразуются к double, величины типа char и short преобразуются к int, величины типов unsigned char и unsigned short преобразуются к unsigned int. Могут быть также выполнены неявные преобразования переменных типа указатель. Задавая прототипы функций, можно переопределить эти неявные преобразования и позволить компилятору выполнить контроль типов.

Преобразования при приведении типов. Явное преобразование типов может быть осуществлено посредством операции приведения типов, которая имеет формат:

(имя-типа) операнд.

В приведенной записи имя-типа задает тип, к которому должен быть преобразован операнд.

int i=2; long l=2; double d; float f; d=(double)i * (double)l; f=(float)d; В данном примере величины i,l,d будут явно преобразовываться к указанным в круглых скобках типам.

Одномерные и многомерные массивы.

В программах очень часто приходится обрабатывать большие объёмы однотипных данных. Применять обычные переменные для этого очень неудобно: представьте себе 1000 переменных с разными именами и одинакового типа, которые нельзя обработать в цикле. Эту проблему позволяет решить использование массивов.

Массив – совокупность переменных (элементов) одинакового типа и собщим названием. Доступ к элементам массива осуществляется простым указанием номера элемента – индекса .

В языке Си нумерация элементов массива начинается с нуля!

Примеры объявления массивов:

int a; // Целочисленный массив a, размер – 10 элементов

double vect; // Массив вещественных чисел vect, в нём 20 элементов

char str; // Символьный массив на 1024 элемента

При объявлении массива его элементам можно сразу присвоить нужные значения (т.е. инициализировать массив):

int x = {10, 20, 30, 40, 50};

char str = “Hello!”; // Автоматическое

int a = {1, 2, 3}; // определение размера

Примеры обращения к элементам массива:

printf(“%d\n”,x);

scanf(“%d”, &x);

В С++ существуют три поразрядные логические операции:

1. поразрядное И , обозначение: &
2. поразрядное исключающее ИЛИ , обозначение: ^
3. поразрядное включающее ИЛИ , обозначение: |

Так же в С++ существуют : ИЛИ — || ; И — && . У многих возникает вопрос, “Чем отличаются операции: & и && ; | и || ?”. Ответ на этот вопрос можно получить, если понять принцип работы поразрядных логических операций. Сразу могу сказать одно, что логические операции && и || используются только для построения логических условий. Тогда как поразрядные логические операции применяются в бинарной арифметике. Данные операции работают с битами ячеек памяти, причём операнды и результат могут быть заданы в другой форме, например, в десятичной. Дальше рассмотрим каждую из операций подробно.

Поразрядная логическая операция И .
Обозначения: X, Y – операнды; F – результат выполнения логической операции

Из таблицы истинности видно, что результат будет нулевым, если хотя бы один из битов 0. Если оба бита равны 1, то результат равен 1.
Пример с числами:
Для упрощения вычислений возьмем четырёхразрядные(4-х разрядный двоичный код) положительные операнды. Сначала переводим числа в двоичный код, а потом выполняем операцию.

1111 = 15 1000 = 8
& 1001 = 9 & 1010 = 10
1001 = 9 1000 = 8
Результат равен 9. Результат равен 8.

Поразрядное исключающее ИЛИ .

Из таблицы истинности видно, что результат будет нулевым, если оба бита будут равны, во всех остальных случаях результат равен 1.
Пример с числами:

1111 = 15 1000 = 8
^ 1001 = 9 ^ 1010 = 10
0110 = 6 0010 = 2
Результат равен 6. Результат равен 2.

Поразрядное включающее ИЛИ .

Из таблицы истинности видно, что результат будет нулевым, если оба бита будут равны 0, во всех остальных случаях результат равен 1.
Пример с числами:

1111 = 15 1000 = 8
| 1001 = 9 | 1010 = 10
1111 = 15 1010 = 10
Результат равен 15. Результат равен 10.

Все вычисления проводились только с положительными числами, что же касается отрицательных чисел, то результат формируется несколько иначе, но это уже материал схемотехники а не программирования, а если честно, то ничего сложно там нет. Далее показан пример программы с использованием поразрядных логических операций.

// log.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include "stdafx.h" #include << "\n 15 & 9 = " << (15 & 9) << endl; cout << "\n 15 ^ 9 = " << (15 ^ 9) << endl; cout << "\n 15 | 9 = " << (15 | 9) << endl; system("pause"); return 0; }

// код Code::Blocks

// код Dev-C++

// log.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include using namespace std; int main(int argc, char* argv) { cout << "\n 15 & 9 = " << (15 & 9) << endl; cout << "\n 15 ^ 9 = " << (15 ^ 9) << endl; cout << "\n 15 | 9 = " << (15 | 9) << endl; return 0; }

При использовании поразрядных логических операций в логических условиях результат получается такой же, как и при использовании логических операций && || . И это понятно, так как логика у них одинакова!!

В С++ ложному условию соответствует нулевое значение, а истинному любое целое значение большее нуля. Так что константы true и false интерпретируются как целые числа, после чего поразрядные логические операции поразрядно формируют результат условия. Но прямое назначение поразрядных логических операций – это бинарная арифметика. Результат работы программы (см. Рисунок 1).

15 & 9 = 9 15 ^ 9 = 6 15 | 9 = 15 Для продолжения нажмите любую клавишу. . .

Рисунок 1 — Поразрядные логические операции C++