2.3　表達式與類型轉換

2.3.1　表達式

表達式是由操作數和運算符按一定的語法形式組成的符號序列。每個表達式經過運算后，都會有一個確定的值，并且這個值一定屬于某一特定類型。表達式的求值順序取決于表達式中各種運算符的優先級與結合性。C++常用運算符的功能、優先級和結合性如表2.4所示。

表2.4　C++中常用運算符的功能、優先級和結合性

1. 算術表達式

算術表達式是指由算術運算符和位操作運算符組成的表達式。接下來演示算術表達式求值，如例2-2所示。

例2-2

運行結果如圖2.8所示。

在例2-2中，程序有3個算術運算表達式，在計算時，需要注意以下幾點：

• 整數型相除，商值為整型。本例中4/7值為0，14/5值為2。
• 字符常量在算術表達式中會自動轉換為int型，即使用它的ASCII碼值。本例中第5行字符'a'的取值為97。

圖2.8　例2-2運行結果

• 在賦值表達式a＝c＋＋＋－－d中，系統自動將表達式拆解為a＝c＋＋＋－－d。計算時，先計算c＋＋，表達式值為6，c為7，再計算－－d，表達式值為3，d為3，再將c＋＋與－－d兩個表達式值相加賦值給a，因此a的值為9。

2. 關系表達式

關系表達式是由關系運算符組成的表達式。接下來演示關系表達式求值，如例2-3所示。

例2-3

運行結果如圖2.9所示。

圖2.9　例2-3運行結果

在例2-3中，程序有4個關系表達式，關系運算實際上是比較兩個操作數是否符合給定的條件。若符合條件，則關系表達式的值為真，否則為假。在C++編譯系統中，通常將真表示為true或1，將假表示為false或0。非0數被認為是真，0被認為是假。如本例中第6行，因為字符'a'的ASCII碼值大于字符'A'的ASCII碼值，所以表達式'a'＜'A'的值為0。

3. 邏輯表達式

邏輯表達式是將多個關系表達式或邏輯量（真或假）組成的一個表達式，它的運算結果也為真或假。邏輯表達式求值有特殊規定：在邏輯表達式中，各操作數從左至右依次計算，只要出現了某個操作數的值可以確定整個邏輯表達式的值時，后面余下的操作數將不會再計算。接下來演示邏輯表達式求值，如例2-4所示。

例2-4

運行結果如圖2.10所示。

圖2.10　例2-4運行結果

在例2-4中，程序有兩個邏輯表達式：第一個邏輯表達式!a&&b＋＋||＋＋c，!a為假，則得出!a&&b＋＋為假，此時不會執行b＋＋，b的值為6，再執行＋＋c，此時c為7，整個邏輯表達式!a&&b＋＋||＋＋c的值為真；第二個邏輯表達式a||－－b&&c＋＋，根據優先級，此表達式等價于a||（－－b&&c＋＋），因為a的值為真，所以不需要再計算－－b&&c＋＋，－－b與c＋＋也不會執行，整個邏輯表達式a||－－b&&c＋＋的值為真。

4. 條件表達式

條件表達式是指使用三目運算符組成的表達式，因為它具有簡單的條件語句的功能。接下來演示條件表達式求值，如例2-5所示。

例2-5

運行結果如圖2.11所示。

圖2.11　例2-5運行結果

在例2-5中，使用了三目運算符的嵌套，注意該運算符的結合性是從右至左的。程序中條件表達式實現的功能是：如果a大于b，則c為2?a；如果a小于b，則c為a＋b；如果a等于b，則c為0。

5. 逗號表達式

逗號表達式是指由逗號運算符將若干個表達式連成的表達式。逗號運算符是優先級最低的運算符，它可以使多個表達式放在一行上，從而大大簡化了程序。接下來演示逗號表達式的使用，如例2-6所示。

例2-6

運行結果如圖2.12所示。

圖2.12　例2-6運行結果

在例2-6中，（a＝2，b＝a＋3，b＋4）為逗號表達式，C++將從左至右逐個計算每個表達式，最終整個表達式的結果就是最后計算的那個表達式的類型和值，因此c的值為9。

2.3.2　自動類型轉換

自動類型轉換是由編譯器編譯時自動完成轉換的。在C++中，自動類型轉換的規則如下：

• 算術運算中的自動轉換是以較高類型為準進行轉換的。較高類型指存儲空間較大者的類型，C++中的基本數據類型級別如圖2.13所示。

圖2.13　C++中基本數據類型的類型級別

• 賦值運算符的自動轉換以賦值號左側的變量類型為準進行轉換。
• 在函數中，實參類型以形參類型為準進行轉換，函數返回值類型以函數聲明中的返回值類型為準進行轉換。

2.3.3　強制類型轉換

在任何表達式中，編程者都可以將某個量強制轉換成所需要的類型。強制類型轉換的語法格式如下：

     (類型名)表達式
     類型名(表達式)

第一種格式來自C語言，第二種格式是純粹的C++。C++格式的強制類型轉換就是讓使用者像函數調用一樣，具體示例如下：

     cout <<double(6)/4<<endl;

上面語句中，表達式double（6）/4先進行強制類型轉換，將6轉換成double類型，但除法運算符右邊的4為int類型，此時對4進行自動類型轉換，將4轉換成double類型，最后進行除法運算，結果為1.5，它是double類型的。

關于類型轉換還需注意它占用系統時間，并且有時會帶來意想不到的錯誤，因此應謹慎使用。