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算術(shù)運算符將標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)運算應(yīng)用于其操作數(shù)。
Operator | Operator name | Example | Result |
|---|---|---|---|
+ | unary plus | +a | the value of a after promotions |
- | unary minus | -a | the negative of a |
+ | addition | a + b | the addition of a and b |
- | subtraction | a - b | the subtraction of b from a |
* | product | a * b | the product of a and b |
/ | division | a / b | the division of a by b |
% | modulo | a % b | the remainder of a divided by b |
~ | bitwise NOT | ~a | the bitwise NOT of a |
& | bitwise AND | a & b | the bitwise AND of a and b |
| | bitwise OR | a | b | the bitwise OR of a and b |
^ | bitwise XOR | a ^ b | the bitwise XOR of a and b |
<< | bitwise left shift | a << b | a left shifted by b |
bitwise right shift | a >> b | a right shifted by b |
溢出
無符號整數(shù)運算總是以模2n 來執(zhí)行
其中 n 是該特定整數(shù)中的位數(shù)。例如unsigned int，添加一個UINT_MAX給出0，并從0給出中減去一個UINT_MAX。
當(dāng)有符號整數(shù)算術(shù)運算溢出（結(jié)果不適合結(jié)果類型）時，行為是未定義的：它可能會根據(jù)表示規(guī)則（通常是2的補碼）進行回繞，它可能陷入某些平臺或由于編譯器選項（例如-ftrapv在 GCC 和 Clang中），或者可以由編譯器完全優(yōu)化。
浮點環(huán)境
如果 #pragma STDC FENV_ACCESS設(shè)置為ON，所有浮點算術(shù)運算符服從當(dāng)前浮點舍入方向并報告 math_errhandling 中指定的浮點算術(shù)錯誤，除非部分靜態(tài)初始化程序（在這種情況下不引發(fā)浮點異常并舍入）模式是最近的）。
浮點收縮
除非#pragma STDC FP_CONTRACT設(shè)置為OFF，否則 所有浮點運算都可以像中間結(jié)果具有無限范圍和精度一樣執(zhí)行，即忽略舍入錯誤和浮點異常（如果表達式完全按寫入方式計算）時可以觀察到的優(yōu)化。例如，允許(x*y) + z使用單個融合乘加CPU指令或優(yōu)化a = x*x*x*x;as執(zhí)行tmp = x*x; a = tmp*tmp。
與浮點運算無關(guān)，浮點運算的中間結(jié)果的范圍和精度可能與其類型所指示的不同，請參閱FLT_EVAL_METHOD。
一元算術(shù)
一元算術(shù)運算符表達式具有這種形式。
| (1) | |
|---|---|---|
| (2) |
1）一元加（促銷）
2）一元減號（否定）
其中
expression | - | expression of any arithmetic type |
|---|
一元加號和一元減號首先將積分促銷應(yīng)用于它們的操作數(shù)，然后。
一元加值返回提升后的值
一元減號返回提升后的值的負數(shù)（除了 NaN 的負數(shù)是另一個 NaN）
表達式的類型是升級后的類型，值類別是非左值。
筆記
當(dāng)應(yīng)用于，或在典型（2的補碼）平臺上時INT_MIN，由于有符號整數(shù)溢出，一元減法調(diào)用未定義的行為。LONG_MINLLONG_MIN
在 C ++中，一元運算符+也可以與其他內(nèi)置類型（如數(shù)組和函數(shù)）一起使用，而在 C 中則不是這樣。
#include <stdio.h>#include <complex.h>int main(void){
char c = 'a'; printf("sizeof char: %zu sizeof int: %zu\n", sizeof c, sizeof +c);
printf("-1, where 1 is signed: %d\n", -1); printf("-1, where 1 is unsigned: %u\n", -1u);
double complex z = 1 + 2*I; printf("-(1+2i) = %.1f%+.1f\n", creal(-z), cimag(-z));}可能的輸出：
sizeof char: 1 sizeof int: 4-1, where 1 is signed: -1-1, where 1 is unsigned: 4294967295-(1+2i) = -1.0-2.0
添加操作符
二元附加算術(shù)運算符表達式具有這種形式。
lhs + rhs | (1) | |
|---|---|---|
lhs - rhs | (2) |
1）另外：lhs 和 rhs 必須是以下之一
都有算術(shù)類型，包括復(fù)雜和想象
一個是完成對象類型的指針，另一個是整數(shù)類型
2）減法：lhs 和 rhs 必須是以下之一
都有算術(shù)類型，包括復(fù)雜和想象
lhs具有完成對象類型的指針，rhs具有整數(shù)類型
都是指向兼容類型的完整對象的指針，忽略限定符
算術(shù)加法和減法
如果兩個操作數(shù)都有算術(shù)類型，那么。
首先，執(zhí)行通常的算術(shù)轉(zhuǎn)換
然后，按照通常的數(shù)學(xué)規(guī)則（對于減法，將rhs從lhs中減去），對轉(zhuǎn)換后的操作數(shù)的值進行相加或相減，除了
如果一個操作數(shù)是 NaN，那么結(jié)果是NaN
無窮大減去無窮大是 NaN 并且
FE_INVALID被提升無限加上負的無窮大是 NaN 并且
FE_INVALID被提升
復(fù)數(shù)和虛數(shù)加法和減法的定義如下（注意，如果兩個操作數(shù)都是虛數(shù)，則結(jié)果類型為虛數(shù)，如果一個操作數(shù)是實數(shù)而另一個虛數(shù)，則如通常的算術(shù)轉(zhuǎn)換所指定的那樣）：
| u | iv | u + iv |
|---|---|---|---|
x | x ± u | x ± iv | (x ± u) ± iv |
iy | ±u + iy | i(y ± v) | ±u + i(y ± v) |
x + iy | (x ± u) + iy | x + i(y ± v) | (x ± u) + i(y ± v) |
// work in progress// note: take part of the c/language/conversion example
指針?biāo)阈g(shù)
如果指針
P指向具有索引的數(shù)組的元素I，則P+N并且N+P是指向具有索引的相同數(shù)組的元素的指針I+NP-N是一個指向索引{tt | IN}}的相同數(shù)組元素的指針
只有在原始指針和結(jié)果指針都指向同一數(shù)組的元素或超過該數(shù)組的末尾時，才會定義行為。請注意，當(dāng)p指向數(shù)組的第一個元素時執(zhí)行p-1是未定義的行為，并可能在某些平臺上失敗。
如果指針
P1指向一個數(shù)組中的索引I（或者一個超過末尾的數(shù)組）P2的元素并且指向具有索引的相同數(shù)組的元素J（或者指向末尾的一個元素），那么P1-P2具有等于的值J-I和類型ptrdiff_t（這是一個有符號的整數(shù)類型，通常是可以聲明的最大對象的大小的一半）
The behavior is defined only if the result fits in ptrdiff_t.
為了進行指針運算，指向不是任何數(shù)組元素的對象的指針將被視為指向大小為1的數(shù)組的第一個元素的指針。
// work in progressint n = 4, m = 3;int a[n][m]; // VLA of 4 VLAs of 3 ints eachint (*p)[m] = a; // p == &a[0] p = p + 1; // p == &a[1] (pointer arithmetic works with VLAs just the same)(*p)[2] = 99; // changes a[1][2]
乘法運算符
二進制乘法算術(shù)運算符表達式具有這種形式。
lhs * rhs | (1) | |
|---|---|---|
lhs / rhs | (2) | |
lhs % rhs | (3) |
1）乘法。lhs 和 rhs 必須有算術(shù)類型
2）division。lhs 和 rhs 必須有算術(shù)類型
3）余數(shù)。lhs 和 rhs 必須具有整數(shù)類型
首先，執(zhí)行通常的算術(shù)轉(zhuǎn)換。然后...
Multiplication
二進制運算符*在通常的算術(shù)定義之后執(zhí)行其操作數(shù)的乘法（在通常的算術(shù)轉(zhuǎn)換之后），除此之外。
如果一個操作數(shù)是 NaN，則結(jié)果是 NaN
如果無窮大乘以零，就會產(chǎn)生NaN并被
FE_INVALID提升無窮乘以非零乘法給無窮（即使對于復(fù)雜的參數(shù)）
因為在C中，任何具有至少一個無限部分的復(fù)數(shù)值作為無窮大，即使其另一部分是NaN，通常的算術(shù)規(guī)則也不適用于復(fù)數(shù)復(fù)數(shù)乘法。浮點操作數(shù)的其他組合遵循下表：
* | u | iv | u + iv |
|---|---|---|---|
x | xu | i(xv) | (xu) + i(xv) |
iy | i(yu) | ?yv | (?yv) + i(yu) |
x + iy | (xu) + i(yu) | (?yv) + i(xv) | special rules |
除無限處理外，不允許復(fù)數(shù)乘法溢出中間結(jié)果，除非 #pragma STDC CX_LIMITED_RANGE設(shè)置為ON，在這種情況下，可以按照（x + iy）×（u + iv）=（xu-yv）+ i （yu + xv），因為程序員承擔(dān)限制操作數(shù)范圍和處理無窮大的責(zé)任。
盡管不允許不適當(dāng)?shù)囊绯?，但?fù)雜的乘法可能會引發(fā)虛假的浮點異常（否則實現(xiàn)非溢出版本非常困難）。
Division
除了那個之外，二元運算符/第一操作數(shù)除以第二操作數(shù)（在通常的算術(shù)轉(zhuǎn)換之后）遵循通常的算術(shù)定義。
當(dāng)通常的算術(shù)轉(zhuǎn)換后的類型是一個整數(shù)類型時，結(jié)果是代數(shù)商（不是分數(shù)），在實現(xiàn)定義的方向上舍入（直到C99）向零截斷（因為C99）
如果一個操作數(shù)是NaN，則結(jié)果是NaN
如果第一個操作數(shù)是復(fù)數(shù)無窮大，第二個操作數(shù)是有限的，那么
/運算符的結(jié)果是一個復(fù)雜的無窮大。
如果第一個操作數(shù)是有限的，第二個操作數(shù)是一個復(fù)數(shù)的無窮大，那么
/運算符的結(jié)果是零。
因為在C中，任何具有至少一個無限部分的復(fù)數(shù)值作為無窮大，即使其另一部分是NaN，通常的算術(shù)規(guī)則也不適用于復(fù)數(shù)復(fù)數(shù)除法。浮點操作數(shù)的其他組合遵循下表：
/ | u | iv |
|---|---|---|
x | x/u | i(?x/v) |
iy | i(y/u) | y/v |
x + iy | (x/u) + i(y/u) | (y/v) + i(?x/v) |
除無限處理外，復(fù)數(shù)除法不允許溢出中間結(jié)果，除非 #pragma STDC CX_LIMITED_RANGE設(shè)置為ON，在這種情況下，可以按照（x + iy）/（u + iv）=（xu + yv）+ i （宇-15）/（U2
+ v2
），因為程序員承擔(dān)限制操作數(shù)范圍和處理無窮大的責(zé)任。
盡管不允許不適當(dāng)?shù)囊绯?，?fù)雜的劃分可能會引發(fā)虛假的浮點異常（否則實現(xiàn)非溢出版本非常困難）。
如果第二個操作數(shù)為零，則行為是未定義的，但是如果支持 IEEE 浮點算術(shù)并且發(fā)生浮點除法，那么。
將非零數(shù)字除以±0.0會給出正確符號的無窮大，并將
FE_DIVBYZERO其升高將0.0除0.0得到NaN并
FE_INVALID升高
余
二元運算符％產(chǎn)生第一個操作數(shù)除以第二個操作數(shù)的其余部分（在通常的算術(shù)轉(zhuǎn)換后）。
余數(shù)的符號是這樣定義的，即如果商a/b可以在結(jié)果類型中表示，那么(a/b)*b + a%b == a。
如果第二個操作數(shù)為零，則行為未定義。
如果商a/b不能在結(jié)果類型可表示，雙方的行為a/b，并a%b沒有定義（這意味著INT_MIN%-1是未定義2的補數(shù)系統(tǒng)）。
注意：余數(shù)運算符不適用于浮點類型，庫函數(shù)fmod提供該功能。
#include<stdio.h>#include <stdio.h>#include <complex.h>#include <math.h>int main(void){
// TODO simpler cases, take some from C++
double complex z = (1 + 0*I) * (INFINITY + I*INFINITY);// textbook formula would give// (1+i0)(∞+i∞) ? (1×∞ – 0×∞) + i(0×∞+1×∞) ? NaN + I*NaN// but C gives a complex infinity printf("%f + i*%f\n", creal(z), cimag(z)); // textbook formula would give// cexp(∞+iNaN) ? exp(∞)×(cis(NaN)) ? NaN + I*NaN// but C gives ±∞+i*nan
double complex y = cexp(INFINITY + I*NAN); printf("%f + i*%f\n", creal(y), cimag(y)); }可能的輸出：
inf + i*inf inf + i*nan
按位邏輯
按位算術(shù)運算符表達式具有這種形式。
~ rhs | (1) | |
|---|---|---|
lhs & rhs | (2) | |
lhs | rhs | (3) | |
lhs ^ rhs | (4) |
1) bitwise NOT
2) bitwise AND
3) bitwise OR
4) bitwise XOR
其中
lhs, rhs | - | expressions of integer type |
|---|
首先，運營商＆，^和| 對兩個操作數(shù)執(zhí)行通常的算術(shù)轉(zhuǎn)換操作符?對其唯一的操作數(shù)執(zhí)行整數(shù)提升。
然后，相應(yīng)的二進制邏輯運算符按位進行應(yīng)用; 也就是說，根據(jù)邏輯操作（NOT，AND，OR 或 XOR）將結(jié)果的每一位置1或清零，并將其應(yīng)用于操作數(shù)的相應(yīng)位。
注意：位運算符通常用于操作位集和位掩碼。
注意：對于無符號類型（推廣后），表達式?E等于結(jié)果類型可表示的最大值減去E的原始值。
#include <stdio.h>#include <stdint.h>int main(void){
uint16_t mask = 0x00f0;
uint32_t a = 0x12345678; printf("Value: %#x mask: %#x\n" "Setting bits: %#x\n" "Clearing bits: %#x\n" "Selecting bits: %#x\n",
a,mask,(a|mask),(a&~mask),(a&mask));}可能的輸出：
Value: 0x12345678 mask: 0xf0Setting bits: 0x123456f8Clearing bits: 0x12345608Selecting bits: 0x70
移位操作
按位移運算符表達式具有這種形式。
lhs << rhs | (1) | |
|---|---|---|
lhs >> rhs | (2) |
1）左移 rhs 位
2）通過 rhs 位右移 lhs
其中
lhs, rhs | - | expressions of integer type |
|---|
首先，對每個操作數(shù)單獨執(zhí)行整數(shù)升級（注意：這不同于其他二進制算術(shù)運算符，它們都執(zhí)行常規(guī)算術(shù)轉(zhuǎn)換）。結(jié)果的類型是促銷后的 lhs 類型。
對于無符號的 lhs，其值LHS << RHS是 LHS * 2RHS 的值
返回類型的模數(shù)最大值減1加（即，執(zhí)行按位左移，并且丟棄從目標(biāo)類型移出的位）。對于有符號的 lhs，其值為LHS << RHSLHS * 2RHS
如果它在升級類型的 lhs 中可表示，否則行為是未定義的。
對于無符號的 lhs 和帶有非負值的帶符號的 lhs，其值LHS >> RHS是 LHS / 2RHS 的整數(shù)部分
對于負數(shù)LHS，值LHS >> RHS是實現(xiàn)定義的，在大多數(shù)實現(xiàn)中，這將執(zhí)行算術(shù)右移（以便結(jié)果保持負值）。因此，在大多數(shù)實現(xiàn)中，向右移位一個符號LHS將使用原始符號位填充新的較高位（即，如果它是非負的則為0，如果是負的則為0）。
在任何情況下，如果 rhs 為負數(shù)或者大于或等于升級的 lhs 中的位數(shù)，則行為是不確定的。
#include <stdio.h>enum {ONE=1, TWO=2};int main(void){
char c = 0x10;
unsigned long long ulong_num = 0x123; printf("0x123 << 1 = %#llx\n" "0x123 << 63 = %#llx\n" // overflow truncates high bits for unsigned numbers "0x10 << 10 = %#x\n", // char is promoted to int
ulong_num << 1, ulong_num << 63, c << 10);
long long long_num = -1000; printf("-1000 >> 1 = %lld\n", long_num >> ONE); // implementation defined}可能的輸出：
0x123 << 1 = 0x2460x123 << 63 = 0x80000000000000000x10 << 10 = 0x4000-1000 >> 1 = -500