運算符是一種告訴編譯器執行特定的數學或邏輯操作的符号。C++ 内置了豐富的運算符，并提供了以下類型的運算符：
- 算術運算符
- 關系運算符
- 邏輯運算符
- 位運算符
- 指派運算符
- 雜項運算符
本章将逐一介紹算術運算符、關系運算符、邏輯運算符、位運算符、指派運算符和其他運算符。
下表顯示了 C++ 支援的算術運算符。
假設變量 A 的值為 10，變量 B 的值為 20，則：
| 運算符 | 描述 | 執行個體 |
|---|---|---|
| + | 把兩個操作數相加 | A + B 将得到 30 |
| - | 從第一個操作數中減去第二個操作數 | A - B 将得到 -10 |
| * | 把兩個操作數相乘 | A * B 将得到 200 |
| / | 分子除以分母 | B / A 将得到 2 |
| % | 取模運算符，整除後的餘數 | B % A 将得到 0 |
| ++ | 自增運算符，整數值增加 1 | A++ 将得到 11 |
| -- | 自減運算符，整數值減少 1 | A-- 将得到 9 |
請看下面的執行個體，了解 C++ 中可用的算術運算符。
複制并粘貼下面的 C++ 程式到 test.cpp 檔案中，編譯并運作程式。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 21;
int b = 10;
int c;
c = a + b;
cout << "Line 1 - c 的值是 " << c << endl ;
c = a - b;
cout << "Line 2 - c 的值是 " << c << endl ;
c = a * b;
cout << "Line 3 - c 的值是 " << c << endl ;
c = a / b;
cout << "Line 4 - c 的值是 " << c << endl ;
c = a % b;
cout << "Line 5 - c 的值是 " << c << endl ;
int d = 10; // 測試自增、自減
c = d++;
cout << "Line 6 - c 的值是 " << c << endl ;
d = 10; // 重新指派
c = d--;
cout << "Line 7 - c 的值是 " << c << endl ;
return 0;
}
當上面的代碼被編譯和執行時，它會産生以下結果：
Line 1 - c 的值是 31
Line 2 - c 的值是 11
Line 3 - c 的值是 210
Line 4 - c 的值是 2
Line 5 - c 的值是 1
Line 6 - c 的值是 10
Line 7 - c 的值是 10
下表顯示了 C++ 支援的關系運算符。
| == | 檢查兩個操作數的值是否相等，如果相等則條件為真。 | (A == B) 不為真。 |
| != | 檢查兩個操作數的值是否相等，如果不相等則條件為真。 | (A != B) 為真。 |
| > | 檢查左操作數的值是否大于右操作數的值，如果是則條件為真。 | (A > B) 不為真。 |
| < | 檢查左操作數的值是否小于右操作數的值，如果是則條件為真。 | (A < B) 為真。 |
| >= | 檢查左操作數的值是否大于或等于右操作數的值，如果是則條件為真。 | (A >= B) 不為真。 |
| <= | 檢查左操作數的值是否小于或等于右操作數的值，如果是則條件為真。 | (A <= B) 為真。 |
請看下面的執行個體，了解 C++ 中可用的關系運算符。
複制并黏貼下面的 C++ 程式到 test.cpp 檔案中，編譯并運作程式。
int c ;
if( a == b )
{
cout << "Line 1 - a 等于 b" << endl ;
}
else
cout << "Line 1 - a 不等于 b" << endl ;
if ( a < b )
cout << "Line 2 - a 小于 b" << endl ;
cout << "Line 2 - a 不小于 b" << endl ;
if ( a > b )
cout << "Line 3 - a 大于 b" << endl ;
cout << "Line 3 - a 不大于 b" << endl ;
/* 改變 a 和 b 的值 */
a = 5;
b = 20;
if ( a <= b )
cout << "Line 4 - a 小于或等于 b" << endl ;
if ( b >= a )
cout << "Line 5 - b 大于或等于 a" << endl ;
Line 1 - a 不等于 b
Line 2 - a 不小于 b
Line 3 - a 大于 b
Line 4 - a 小于或等于 b
Line 5 - b 大于或等于 a
下表顯示了 C++ 支援的關系邏輯運算符。
假設變量 A 的值為 1，變量 B 的值為 0，則：
| && | 稱為邏輯與運算符。如果兩個操作數都 true，則條件為 true。 | (A && B) 為 false。 |
| || | 稱為邏輯或運算符。如果兩個操作數中有任意一個 true，則條件為 true。 | (A || B) 為 true。 |
| ! | 稱為邏輯非運算符。用來逆轉操作數的邏輯狀态，如果條件為 true 則邏輯非運算符将使其為 false。 | !(A && B) 為 true。 |
請看下面的執行個體，了解 C++ 中可用的邏輯運算符。
int a = 5;
int b = 20;
if ( a && b )
cout << "Line 1 - 條件為真"<< endl ;
if ( a || b )
cout << "Line 2 - 條件為真"<< endl ;
a = 0;
b = 10;
cout << "Line 3 - 條件為真"<< endl ;
cout << "Line 4 - 條件不為真"<< endl ;
if ( !(a && b) )
cout << "Line 5 - 條件為真"<< endl ;
Line 1 - 條件為真
Line 2 - 條件為真
Line 4 - 條件不為真
Line 5 - 條件為真
位運算符作用于位，并逐位執行操作。&、 | 和 ^ 的真值表如下所示：
| p | q | p & q | p | q | p ^ q |
|---|---|---|---|---|
| 1 | ||||
假設如果 A = 60，且 B = 13，現在以二進制格式表示，它們如下所示：
A = 0011 1100
B = 0000 1101
-----------------
A&B = 0000 1100
A|B = 0011 1101
A^B = 0011 0001
~A = 1100 0011
下表顯示了 C++ 支援的位運算符。假設變量 A 的值為 60，變量 B 的值為 13，則：
| & | 按位與操作，按二進制位進行"與"運算。運算規則： | (A & B) 将得到 12，即為 0000 1100 |
| | | 按位或運算符，按二進制位進行"或"運算。運算規則： | (A | B) 将得到 61，即為 0011 1101 |
| ^ | 異或運算符，按二進制位進行"異或"運算。運算規則： | (A ^ B) 将得到 49，即為 0011 0001 |
| ~ | 取反運算符，按二進制位進行"取反"運算。運算規則： | (~A ) 将得到 -61，即為 1100 0011，一個有符号二進制數的補碼形式。 |
| << | 二進制左移運算符。将一個運算對象的各二進制位全部左移若幹位（左邊的二進制位丢棄，右邊補0）。 | A << 2 将得到 240，即為 1111 0000 |
| >> | 二進制右移運算符。将一個數的各二進制位全部右移若幹位，正數左補0，負數左補1，右邊丢棄。 | A >> 2 将得到 15，即為 0000 1111 |
請看下面的執行個體，了解 C++ 中可用的位運算符。
unsigned int a = 60; // 60 = 0011 1100
unsigned int b = 13; // 13 = 0000 1101
int c = 0;
c = a & b; // 12 = 0000 1100
c = a | b; // 61 = 0011 1101
c = a ^ b; // 49 = 0011 0001
c = ~a; // -61 = 1100 0011
c = a << 2; // 240 = 1111 0000
c = a >> 2; // 15 = 0000 1111
Line 1 - c 的值是 12
Line 2 - c 的值是 61
Line 3 - c 的值是 49
Line 4 - c 的值是 -61
Line 5 - c 的值是 240
Line 6 - c 的值是 15
下表列出了 C++ 支援的指派運算符：
| = | 簡單的指派運算符，把右邊操作數的值賦給左邊操作數 | C = A + B 将把 A + B 的值賦給 C |
| += | 加且指派運算符，把右邊操作數加上左邊操作數的結果指派給左邊操作數 | C += A 相當于 C = C + A |
| -= | 減且指派運算符，把左邊操作數減去右邊操作數的結果指派給左邊操作數 | C -= A 相當于 C = C - A |
| *= | 乘且指派運算符，把右邊操作數乘以左邊操作數的結果指派給左邊操作數 | C *= A 相當于 C = C * A |
| /= | 除且指派運算符，把左邊操作數除以右邊操作數的結果指派給左邊操作數 | C /= A 相當于 C = C / A |
| %= | 求模且指派運算符，求兩個操作數的模指派給左邊操作數 | C %= A 相當于 C = C % A |
| <<= | 左移且指派運算符 | C <<= 2 等同于 C = C << 2 |
| >>= | 右移且指派運算符 | C >>= 2 等同于 C = C >> 2 |
| &= | 按位與且指派運算符 | C &= 2 等同于 C = C & 2 |
| ^= | 按位異或且指派運算符 | C ^= 2 等同于 C = C ^ 2 |
| |= | 按位或且指派運算符 | C |= 2 等同于 C = C | 2 |
請看下面的執行個體，了解 C++ 中可用的指派運算符。
c = a;
cout << "Line 1 - = 運算符執行個體，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c += a;
cout << "Line 2 - += 運算符執行個體，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c -= a;
cout << "Line 3 - -= 運算符執行個體，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c *= a;
cout << "Line 4 - *= 運算符執行個體，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c /= a;
cout << "Line 5 - /= 運算符執行個體，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c = 200;
c %= a;
cout << "Line 6 - %= 運算符執行個體，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c <<= 2;
cout << "Line 7 - <<= 運算符執行個體，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c >>= 2;
cout << "Line 8 - >>= 運算符執行個體，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c &= 2;
cout << "Line 9 - &= 運算符執行個體，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c ^= 2;
cout << "Line 10 - ^= 運算符執行個體，c 的值 = : " <<c<< endl ;
c |= 2;
cout << "Line 11 - |= 運算符執行個體，c 的值 = : " <<c<< endl ;
Line 1 - = 運算符執行個體，c 的值 = 21
Line 2 - += 運算符執行個體，c 的值 = 42
Line 3 - -= 運算符執行個體，c 的值 = 21
Line 4 - *= 運算符執行個體，c 的值 = 441
Line 5 - /= 運算符執行個體，c 的值 = 21
Line 6 - %= 運算符執行個體，c 的值 = 11
Line 7 - <<= 運算符執行個體，c 的值 = 44
Line 8 - >>= 運算符執行個體，c 的值 = 11
Line 9 - &= 運算符執行個體，c 的值 = 2
Line 10 - ^= 運算符執行個體，c 的值 = 0
Line 11 - |= 運算符執行個體，c 的值 = 2
下表列出了 C++ 支援的其他一些重要的運算符。
| sizeof | sizeof 運算符傳回變量的大小。例如，sizeof(a) 将傳回 4，其中 a 是整數。 |
| Condition ? X : Y | 條件運算符。如果 Condition 為真 ? 則值為 X : 否則值為 Y。 |
| , | 逗号運算符會順序執行一系列運算。整個逗号表達式的值是以逗号分隔的清單中的最後一個表達式的值。 |
| .（點）和 ->（箭頭） | 成員運算符用于引用類、結構和共用體的成員。 |
| Cast | 強制轉換運算符把一種資料類型轉換為另一種資料類型。例如，int(2.2000) 将傳回 2。 |
| 指針運算符 & 傳回變量的位址。例如 &a; 将給出變量的實際位址。 | |
| 指針運算符 * 指向一個變量。例如，*var; 将指向變量 var。 |
C++ 中的運算符優先級
運算符的優先級确定表達式中項的組合。這會影響到一個表達式如何計算。某些運算符比其他運算符有更高的優先級，例如，乘除運算符具有比加減運算符更高的優先級。
例如 x = 7 + 3 * 2，在這裡，x 被指派為 13，而不是 20，因為運算符 * 具有比 + 更高的優先級，是以首先計算乘法 3*2，然後再加上 7。
下表将按運算符優先級從高到低列出各個運算符，具有較高優先級的運算符出現在表格的上面，具有較低優先級的運算符出現在表格的下面。在表達式中，較高優先級的運算符會優先被計算。
| 類别 | 運算符 | 結合性 |
|---|---|---|
| 字尾 | () [] -> . ++ - - | 從左到右 |
| 一進制 | + - ! ~ ++ - - (type)* & sizeof | 從右到左 |
| 乘除 | * / % | |
| 加減 | + - | |
| 移位 | << >> | |
| 關系 | < <= > >= | |
| 相等 | == != | |
| 位與 AND | & | |
| 位異或 XOR | ^ | |
| 位或 OR | | | |
| 邏輯與 AND | && | |
| 邏輯或 OR | || | |
| 條件 | ?: | |
| 指派 | = += -= *= /= %=>>= <<= &= ^= |= | |
| 逗号 | , |
請看下面的執行個體，了解 C++ 中運算符的優先級。
對比有括号和沒有括号時的差別，這将産生不同的結果。因為 ()、 /、 * 和 + 有不同的優先級，高優先級的操作符将優先計算。
int a = 20;
int c = 15;
int d = 5;
int e;
e = (a + b) * c / d; // ( 30 * 15 ) / 5
cout << "(a + b) * c / d 的值是 " << e << endl ;
e = ((a + b) * c) / d; // (30 * 15 ) / 5
cout << "((a + b) * c) / d 的值是 " << e << endl ;
e = (a + b) * (c / d); // (30) * (15/5)
cout << "(a + b) * (c / d) 的值是 " << e << endl ;
e = a + (b * c) / d; // 20 + (150/5)
cout << "a + (b * c) / d 的值是 " << e << endl ;
(a + b) * c / d 的值是 90
((a + b) * c) / d 的值是 90
(a + b) * (c / d) 的值是 90
a + (b * c) / d 的值是 50