C語言中的運算符優先級

Hello, 動手的程式設計師們！今天，我們將要深入探討C語言中運算符優先級的迷人世界。如果你是程式設計的新手，不必擔心——我會一步步地引導你理解這個概念，就像我過去幾年來為無數學生做的那樣。讓我們一起踏上這次旅程吧！

運算符優先級是什麼？

想像你正在廚房裡按照食譜做菜。你添加食材和執行動作的順序會對最終的菜肴產生重大影響。同樣地，在C語言編程中，操作的執行順序會大大影響你的代碼結果。這就是運算符優先級發揮作用的時候。

運算符優先級决定了表達式中不同運算符的評估值順序。這就像一套規則，編譯器會遵循它來決定先執行哪個操作。

讓我們看一個簡單的例子：

int result = 5 + 3 * 2;

你認為result的值會是什麼？如果你猜的是11，那麼你答對了！但為什麼呢？

乘法運算符*的優先級高於加法運算符+。所以，3 * 2會先被評估（得到6），然後5會被加到它上面。

如果我們想改變操作的順序，我們可以使用括號：

int result = (5 + 3) * 2;

現在，result會是16，因為括號強制先執行加法。

優先級表

為了幫助你記住C語言中各種運算符的優先級，我們來看一張表。表中位於較高位置的運算符具有較高的優先級。

優先級	運算符	描述
1	() [] -> .	括號、數組下標、成員訪問
2	! ~ ++ -- + - * & (type) sizeof	一元運算符、sizeof、類型轉換
3	* / %	乘法、除法、模數
4	+ -	加法、減法
5	<< >>	位運算左移、右移
6	< <= > >=	運行符
7	== !=	等於、不等於
8	&	位運算AND
9	^	位運算XOR
10	|	位運算OR
11	&&	邏輯AND
12	||	邏輯OR
13	?:	條件運算符
14	= += -= *= /= %= &= ^=	= <<= >>=
15	,	逗號運算符

如果這看起來讓人不知所措——我們會通過例子來逐一解析！

運算符優先級的例子

讓我們看一些例子來理解運算符優先級在實際中是如何工作的。

示例 1：算術運算符

int result = 10 + 5 * 2 - 3 / 2;

評估這個表達式：

1. 首先，5 * 2被計算（得到10）
2. 接著，3 / 2被計算（得到1，因為整數除法會截斷）
3. 最後，我們得到10 + 10 - 1，這等於19

所以，result會是19。

示例 2：混合算術和關係運算符

int x = 5;
int y = 3;
int z = 2;
int result = x > y + z && y < x * z;

讓我們分解一下：

1. y + z先被評估（3 + 2 = 5）
2. x * z被計算（5 * 2 = 10）
3. x > y + z變成5 > 5，這是假的（0）
4. y < x * z變成3 < 10，這是真的（1）
5. 最後，0 && 1被評估，這是假的（0）

因此，result會是0（假的）。

運算符結合性

現在我們已經講完了優先級，來談談結合性。當運算符具有相同的優先級時，結合性決定了評估的順序。

有兩種結合性類型：

1. 從左到右
2. 從右到左

大多數C語言中的運算符都是從左到右結合的，意味著它們從左到右被評估。然而，有些運算符，如賦值運算符，是從右到左結合的。

從左到右結合性的示例

int a = 10 - 5 - 3;

這被評估為(10 - 5) - 3，結果是2。

從右到左結合性的示例

int x, y, z;
x = y = z = 5;

這被評估為x = (y = (z = 5))，將5賦值給所有三個變量。

後置/前置增量/減量運算符的優先級

現在，讓我們來處理一個棘手的主題：增量和減量運算符。這些運算符可以用兩種方式使用：前置（在變量之前）和後置（在變量之後）。

• 前置：++x 或 --x
• 後置：x++ 或 x--

前置版本具有高於後置版本的優先級。讓我們看看這在代碼中是如何運作的：

int x = 5;
int y = ++x * 2;

在這裡，x會先增加到6，然後再乘以2，所以y會變成12。

現在我們將其改為後置：

int x = 5;
int y = x++ * 2;

在這種情況下，x會在乘法之前被使用，所以y會變成10，操作之後x會變成6。

一個有趣的比喻

把前置增量想像成在離開房子之前穿上鞋子，而後置增量就像是抓起鞋子然後在離開後穿上。前置是立即完成工作，而後置則是等到主要動作之後。

結論

理解運算符優先級和結合性對於編寫正確和高效的C程序至關重要。這就像學習一種新語言的語法——起初可能看起來複雜，但隨著練習，它會變得習以為常。

記住，當你感到疑惑時，使用括號來清楚表達你的意圖。這不僅能確保你的代碼按預期工作，還能讓其他人（以及未來的你）更容易閱讀！

繼續練習，很快你就能像一名專業廚師在他的廚房裡一樣，知道在完美的時機添加每種食材，以達到完美結果！

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