深入了解c语言运算符优先级

引言

很多刚学编程的同学对c语言运算符的优先级往往存在一些困惑，对于一些已经入门了的同学一些不太常见的用法也较难理解，比如常见的函数指针：

//函数指针
int (*add)(int a , int b);
//返回指针的函数
int * getAddress(char [] , int n);
//数组指针
int (*a)[]
//指针数组
int * a[];

刚刚接触这些的时候我们往往很难理解这些符号，即使我们理解了也往往对于新的符号也经常出现困惑：

1	p++；（p）++；++p；++p；*p.f

而彻底理解C语言运算符的优先级，能让你对这些游刃有余，避免在编程的时候出现困惑，下面我们就一起来探究一下C运算符的优先级吧！

运算符的四要素——符号、操作数、优先级、结合性

符号

符号很容易理解，我们平常所见的+、-、*、/等都是符号，运算符符号指代表某一种运算的符号。划重点：运算符一定是代表了某一种运算，例如：￥虽然也是符号就不是C语言的运算符。

操作数（operand）

操作数是指需要进行运算的数字或者表达式，如1+1，有两个操作数分别是1，和1；再例如 a* b + c / d 这个表达式中+号的两个操作数分别是（a* b）和（c/d）两个表达式的值，操作数不光是数字常量、字符常量也包括可以赋值的各种变量。这些操作数就像是函数的参数，根据“参数”个数的不同运算符分为一元运算符、二元运算符、三元运算符等。

优先级

优先级的概念很好理解，我们小学数学学的先乘除再加减就是一种优先级。给出任意一个表达式例如3+2*y[i]++；因为优先级[] = ++ > * >+ ，我们根据各项运算符优先级不难理解表达式所要表达的含义。

结合性

运算符想要进行运算需要有操作数，结合性顾名思义是操作符与操作数结合的亲密程度。例如前面的例子中++ 和[]拥有相同的优先级但是明显[]与y更加紧密（[]距离y更近），所以我们知道是对数组中第i+1个元素进行++，而不是y进行++（这也不和语法）。C语言中运算符的结合性包括从左到右和从右到左两种。从左到右：即优先级相同计算时先算左边的后算右边的；从右到左：即运算符优先级相同先计算左边的在计算右边的。
c语言中运算符的结合性通常都为从左到右，只有前缀一元运算符：* 、&、++（前缀）、–（前缀）、-（负号）、+（正号）、！、~（按位取反）（typename）强制转换、sizeof 、各种赋值运算符、三元运算符：？：这三类为从右到左。

各种运算符的优先级与结合性

下表列出了C语言中运算符的结合性和优先级，可以看出我们小括号()和{}（数组或指针初始化时使用）虽然不算是严格意义上的运算符，但（）和{}中的内容通常被认为一个整体（这和数学上的括号意义一致）。所以如果实在确定不了优先级，可以使用（）例如if(a==b&&c==d||d==e&&e==f)等价于if((a==b&&c==d)||(d==e&&e==f))，添加（）也使得我们的小程序可读性更高。
除了()和{}之外优先级依次为：一元后缀运算符>一元前缀运算符>算术运算符（ * / %）> 算术运算符（+- ）>位运算符（>>、<<）>关系运算符（>=、>、<、<=）>关系运算符（==、!=）> 位逻辑运算符（依次&、^、|）>逻辑运算符（依次&&、||）>三元运算符（?:）>赋值运算符>逗号运算符（，）。
简单的来说，优先级顺序满足以下几项：

一元后缀运算符>一元前缀运算符>二元运算符>三元运算符
二元运算符中：算术运算符>关系运算符>逻辑运算符>赋值运算符
逻辑运算符: && > ||

结合性比较简单：除了一元前缀运算符、三元运算符和赋值运算符为从右到左以外，其余均为从左到右。

运算符优先级	运算符	结合性	备注
0	()(括号)、{}（组合文字）	无	括号和数学运算的括号一致只是声明内部为一个整体，组合文字用了表示数组或结构直接量，严格讲这两个并不算是运算符
1	()（函数调用）、++（后缀）、- -（后缀）、[]（数组下标）. 、->	从左到右	（）和[]在函数和数组声明时也适用此优先级
2	++（前缀）、- -（前缀）、*（取值）、&（取指针）、+（正号）、-（符号）、！（取反）、~（按位取反）、sizeof 、（typename）（强制转换）、	从右到左	* 在指针声明时也适用此优先级
3	* 、/ 、%、	从左到右	算术运算符
4	+、-	从左到右	算术运算符
5	<<、>>	从左到右	位运算符-移位运算符
6	<=、<、>、>=	从左到右	关系运算符
7	==、!=	从左到右	关系运算符
8	&	从左到右	位逻辑运算符
9	^	从左到右	位逻辑运算符
10	\|	从左到右	位逻辑运算符
11	&&	从左到右	逻辑运算符
12	\|\|	从左到右	逻辑运算符
13	?:	从右到左	三元运算符
14	=、+=、-=、*=、/=、%=、<<=、>>=、&=、^=、\|=	从右到左	赋值运算符
15	，（逗号运算符）	从左到右	逗号运算符

补充

关于位运算符

位运算的优先级一直饱受争议，人们认为|、&、^应该与移位运算符（<</>>）一样，例如a&b==c我们往往期待它解析为(a&b)==c，然而事实是它被解析为a&(b==c)。这与我们期望并不相符。主要原因是历史上c并没有&&和||只有&和|，所以位运算&和|被认为是逻辑运算符。

关于条件表达式（？：）

通常优先级和结合性可以解决我们遇到的大部分问题。但有时候运算符本身的含义规定了另一些东西。例如a>b?c,d:e被解释为a>b?(c,d):e，因为(a>b?c),(d:e)这样会毫无意义。同样sizeof (int) *x被解释为(sizeof(int))*x，并非sizeof（（int）*x），一般sizeof的操作数最好加上()表示。尽管sizeof n也是合法。
C语言中关于条件表达式的规则为：

logical-OR-expression ? expression : expression

所以对于条件表达式最好按照它的意义去理解，另外条件表达式结合性是从右到左a>b ? a : c>b ? c : b这个表达式被解释为a>b ? a : (c>b ? c : b)。

对于一些运算符使用特殊情况的解释

//函数指针
int (*add)(int a , int b);  //括号中*add被看做一个整体，*表明add是一个指针，而int  (.)()表明指针指向的是函数类型。
//返回指针的函数
int * getAddress(char [] , int n);//*getAddress(*) ,*和()两个运算符同时与getAddress结合，而优先级()>*,表明getAddress是一个函数名。
//数组指针
int (*a)[];//括号中*a被看做一个整体，*表明a是一个指针，而int (.)[]表明指针a指向的是数组类型。
//指针数组
int * a[];//*a[],*和[]同时与a结合，而优先级[]>*表明a是一个数组，数组存储的内容为int类型的指针

总结

C语言中运算符优先级是C语法中很重要的一部分，Java、C++、Python、C#中运算符的优先级与C也大多相似。只要理解之后记住这些并不算难，但在实际应用中应当注意在适当的时候使用()，即使你很确定你的表达式没有必要加()，()可以保证我们的代码更加友好、可读。