C++运算符分类 算术关系逻辑运算说明

<blockquote>C++中核心运算符分为算术、关系和逻辑三类。算术运算符执行数学计算，需注意整数除法截断和负数取模规则；关系运算符比较数值并返回布尔结果，应避免赋值与比较混淆及浮点数直接相等判断；逻辑运算符支持短路求值，提升性能与安全性，常用于条件组合与防御性编程。掌握这三类运算符是编写正确、高效C++程序的基础。</blockquote> <p><img src="https://img.php.cn/upload/article/000/969/633/175627399192681.png" alt="c++运算符分类 算术关系逻辑运算说明"></p> <p>C++中的运算符，就像我们处理数据和逻辑的各种<a style="color:#f60; text-decoration:underline;" title="工具" href="https://www.php.cn/zt/16887.html" target="_blank">工具</a>，它们是语言的基石。简单来说，C++运算符可以根据它们的功能被归为几大类，其中最核心、最常用也最基础的，就是算术运算符、关系运算符和逻辑运算符。它们各自承担着数值计算、条件判断以及复杂逻辑组合的任务，是编写任何C++程序都离不开的“三大件”。</p> <h3>解决方案</h3> <p>在C++编程中，理解并熟练运用算术、关系和逻辑运算符至关重要。它们构成了程序执行流程和数据处理的基础。</p> <p><strong>算术运算符</strong>： 这类运算符主要用于执行数学计算。它们包括：</p> <ul> <li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">+</pre></div> (加法)：两个操作数相加。</li> <li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">-</pre></div> (减法)：从第一个操作数中减去第二个操作数。</li> <li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">*</pre></div> (乘法)：两个操作数相乘。</li> <li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">/</pre></div> (除法)：第一个操作数除以第二个操作数。需要注意的是，如果两个操作数都是整数，结果也会是整数（截断小数部分）。</li> <li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">%</pre></div> (取模/求余)：返回两个整数相除的余数。这个操作符只能用于整数类型。</li> </ul> <p>举个例子，<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">int a = 10; int b = 3; int sum = a + b; // sum is 13; int product = a * b; // product is 30; int quotient = a / b; // quotient is 3 (不是3.33); int remainder = a % b; // remainder is 1;</pre></div></p> <p><strong>关系运算符</strong>： 关系运算符用于比较两个操作数，并返回一个布尔值（<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">true</pre></div>或<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">false</pre></div>），表示比较结果是否成立。</p> <ul> <li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">==</pre></div> (等于)：检查两个操作数是否相等。</li> <li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">!=</pre></div> (不等于)：检查两个操作数是否不相等。</li> <li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">></pre></div> (大于)：检查第一个操作数是否大于第二个操作数。</li> <li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;"><</pre></div> (小于)：检查第一个操作数是否小于第二个操作数。</li> <li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">>=</pre></div> (大于或等于)：检查第一个操作数是否大于或等于第二个操作数。</li> <li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;"><=</pre></div> (小于或等于)：检查第一个操作数是否小于或等于第二个操作数。</li> </ul> <p>比如，<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">int x = 5; int y = 8; bool isEqual = (x == y); // isEqual is false; bool isGreater = (y > x); // isGreater is true;</pre></div></p> <p><span>立即学习</span>“<a href="https://pan.quark.cn/s/6e7abc4abb9f" style="text-decoration: underline !important; color: blue; font-weight: bolder;" rel="nofollow" target="_blank">C++免费学习笔记（深入）</a>”；</p> <p><strong>逻辑运算符</strong>： 逻辑运算符用于组合或修改布尔表达式。它们也返回一个布尔值。</p> <ul> <li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">&&</pre></div> (逻辑与)：如果两个操作数都为<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">true</pre></div>，则结果为<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">true</pre></div>。</li> <li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">||</pre></div> (逻辑或)：如果两个操作数中至少有一个为<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">true</pre></div>，则结果为<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">true</pre></div>。</li> <li><div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">!</pre></div> (逻辑非)：反转操作数的布尔值。如果操作数为<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">true</pre></div>，则结果为<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">false</pre></div>；反之亦然。</li> </ul> <p>来看个实际场景，<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">bool condition1 = true; bool condition2 = false; bool resultAnd = (condition1 && condition2); // resultAnd is false; bool resultOr = (condition1 || condition2); // resultOr is true; bool resultNot = (!condition1); // resultNot is false;</pre></div></p> <p>这三类运算符共同构成了C++程序中数据处理和决策制定的核心机制，掌握它们是编写任何有意义代码的第一步。</p> <h3>C++中算术运算符有哪些常见陷阱和效率考量？</h3> <p>在我看来，算术运算符虽然直观，但藏着不少“坑”，尤其是对于初学者。最典型的就是<strong>整数除法截断</strong>。当你用两个整数进行除法运算时，C++不会给你浮点数结果，而是直接砍掉小数部分。比如 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">7 / 3</pre></div> 结果是 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">2</pre></div>，而不是 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">2.333...</pre></div>。这在很多需要精确计算的场景下，一不留神就会导致逻辑错误。如果需要浮点结果，至少有一个操作数得是浮点类型，比如 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">7.0 / 3</pre></div> 或者 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">static_cast<double>(7) / 3</pre></div>。</p> <p>另一个让我常常需要留意的点是<strong>取模运算符（<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">%</pre></div>）与负数</strong>。C++标准在C++11之前对负数取模的结果是实现定义的，也就是说不同的编译器可能给出不同的结果。但从C++11开始，标准规定了如果 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">a / b</pre></div> 是 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">q</pre></div>， <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">a % b</pre></div> 的结果就是 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">a - q * b</pre></div>，且其符号与 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">a</pre></div> 相同。比如 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">-7 % 3</pre></div> 结果是 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">-1</pre></div>。这对于跨平台或需要特定行为的场景，理解这一点非常重要。</p> <p>至于<strong>效率考量</strong>，多数情况下，现代编译器对基本的算术运算都有很好的优化，你不太需要担心 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">+</pre></div> 比 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">*</pre></div> 慢多少。但如果你在紧密的循环中进行大量浮点运算，或者涉及到大整数运算（需要特殊库），那性能差异就会凸显出来。浮点运算通常比整数运算慢，而某些复杂的数学函数（如 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">sin</pre></div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">cos</pre></div>, <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">sqrt</pre></div>）更是计算密集型。不过，对于日常编程，我们更应该关注代码的清晰度和正确性，而不是过早地优化这些微小的算术操作。有时，<strong>避免不必要的计算</strong>本身就是一种效率优化，比如在循环条件中避免重复计算常量表达式。</p> <div class="aritcle_card"> <a class="aritcle_card_img" href="/ai/2392"> <img src="https://img.php.cn/upload/ai_manual/001/246/273/176352302537509.png" alt="萝卜简历"> </a> <div class="aritcle_card_info"> <a href="/ai/2392">萝卜简历</a> <p>免费在线AI简历制作工具，帮助求职者轻松完成简历制作。</p> <div class=""> <img src="/static/images/card_xiazai.png" alt="萝卜简历"> <span>171</span> </div> </div> <a href="/ai/2392" class="aritcle_card_btn"> <span>查看详情</span> <img src="/static/images/cardxiayige-3.png" alt="萝卜简历"> </a> </div> <h3>如何避免关系运算符在使用时常犯的逻辑错误？</h3> <p>关系运算符的逻辑错误，说白了，很多时候就是我们“想当然”或者“粗心大意”造成的。最经典也最致命的，莫过于把<strong>赋值运算符 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">=</pre></div> 错写成比较运算符 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">==</pre></div></strong>。在 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">if (a = b)</pre></div> 这样的语句中，C++会先执行赋值操作，然后将 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">a</pre></div> 的值（也就是 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">b</pre></div> 的值）转换为布尔类型作为 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">if</pre></div> 的判断条件。如果 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">b</pre></div> 是非零值，这个条件就永远为真，导致意想不到的程序行为。我个人习惯在比较常量时，把常量放在左边，比如 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">if (5 == myValue)</pre></div>，这样即便误写成 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">5 = myValue</pre></div>，编译器也会报错，因为你不能给常量赋值。</p> <p>再来就是<strong>浮点数比较</strong>的问题。由于浮点数在计算机内部的存储方式，它们通常不是精确的。直接使用 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">==</pre></div> 来比较两个浮点数是否相等几乎总是错误的。比如 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">0.1 + 0.2 == 0.3</pre></div> 往往会返回 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">false</pre></div>。正确的做法是比较它们的差的绝对值是否在一个非常小的阈值（epsilon）之内，例如 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">if (fabs(a - b) < epsilon)</pre></div>。这是一种很常见的处理方式，虽然多写一行代码，但能避免很多头疼的bug。</p> <p>此外，<strong>字符串比较</strong>也是一个容易出错的地方。在C++中，如果你直接用 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">==</pre></div> 比较两个 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">char*</pre></div> 类型的字符串（C风格字符串），你比较的不是字符串内容，而是它们在内存中的地址。要比较字符串内容，你需要使用 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">strcmp</pre></div> 函数（来自 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;"><cstring></pre></div>）或者，更现代、更安全的做法是使用 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">std::string</pre></div> 对象，它们重载了 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">==</pre></div> 运算符，可以直接比较内容。这两种方式的混淆，我见过不少次，每次都得花点时间去提醒。</p> <h3>C++逻辑运算符的短路求值特性如何影响程序性能和安全性？</h3> <p>逻辑运算符的<strong>短路求值（Short-circuit evaluation）</strong>特性，在我看来，是C++设计中一个非常巧妙且实用的机制，它对程序的性能和安全性都有着直接而深远的影响。</p> <p>简单来说，对于逻辑与 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">&&</pre></div> 运算符，如果第一个操作数为 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">false</pre></div>，那么整个表达式的结果就已经确定为 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">false</pre></div>，C++就不会去评估第二个操作数了。同理，对于逻辑或 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">||</pre></div> 运算符，如果第一个操作数为 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">true</pre></div>，整个表达式的结果就已经确定为 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">true</pre></div>，第二个操作数也不会被评估。</p> <p>从<strong>性能角度</strong>看，短路求值意味着可以避免不必要的计算。想象一下，你有一个条件判断 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">if (expensive_check() && another_check())</pre></div>，如果 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">expensive_check()</pre></div> 返回 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">false</pre></div>，那么 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">another_check()</pre></div> 函数就根本不会被调用，这无疑节省了计算资源。尤其是在循环中，这种优化效果会非常显著。</p> <p>但它更大的价值体现在<strong>安全性</strong>上。短路求值是我们在C++中进行<strong>防御性编程</strong>的利器。最常见的场景就是<strong>避免空指针解引用</strong>。例如，<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">if (ptr != nullptr && ptr->isValid())</pre></div>。如果 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">ptr</pre></div> 是一个空指针，<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">ptr != nullptr</pre></div> 会返回 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">false</pre></div>，此时 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">&&</pre></div> 运算符就会短路，<div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">ptr->isValid()</pre></div> 这一行代码根本不会执行，从而避免了程序崩溃。如果没有短路求值，即使 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">ptr</pre></div> 为空，程序也会尝试去访问 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">ptr->isValid()</pre></div>，导致未定义行为甚至崩溃。</p> <p>我个人在编写涉及复杂条件判断的代码时，总是会刻意利用短路求值来组织表达式的顺序：把那些开销小、失败可能性高的条件放在前面，把可能导致运行时错误（如空指针解引用、数组越界）的条件放在更安全的检查之后。这不仅让代码更健壮，也让阅读者能更快地理解条件的优先级和意图。这是一种非常重要的编程习惯，远比那些细枝末节的性能优化来得实在。</p>

以上就是C++运算符分类 算术关系逻辑运算说明的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！