八色木

Arduino-运算符-系列4

infinite

前面我们陆续介绍了Arduino的程序结构、数据类型、常量和变量，本章介绍Arduino的运算符，运算符是一个特定的符号，它告诉计算机执行特定的数学或逻辑运算。在C语言中内置了丰富的运算符，包含以下类型：

  1. 算术运算符
  2. 关系运算符
  3. 逻辑运算符
  4. 位运算符
  5. 混合运算符
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算术运算符

算术运算符也就是常见的加减乘除、赋值运算和模数运算，详细了解一下，我们先假设变量A的值是10，变量B的值是20：

  1. 赋值运算符：“ = ”，表示将等号右边的值存储在等号左边的变量中。如：A=B。这里注意不能理解为等于符号。
  2. 加法运算符：“ + ”，表示两个操作数相加。如：A+B，将会得到30。
  3. 减法运算符：“ – ”，表示两个操作数相减。如：A-B，将会得到-10。
  4. 乘法运算符：“ * ”，表示两个操作数相乘。如：A*B，将会得到200。
  5. 除法运算符：“ / ”，表示两个操作数相除。如：B/A，将会得到2。
  6. 模数运算符：“ % ”，表示求整数除法中的余数。如：B%A，将得到0。

再看一个实际例子：

void loop () {
   int a = 9,b = 4,c;
   c = a + b;
   c = a - b;
   c = a * b;
   c = a / b;
   c = a % b;
}
/*代码将输出：*/
a + b = 13
a - b = 5
a * b = 36
a / b = 2 //不计余数，取整数商；
a % b = 1 //余数是1；

关系运算符

关系运算符在C语言中主要起判断的作用。同样的，我们先假设变量A的值是10，变量B的值是20：

  1. 等于：“ == ” ，判断两个操作数的值是否相等，如果是，则条件为真。如：A == B，结果不为真，会返回 false；
  2. 不等于：“ ！= ”，判断两个操作数的值是否相等，如果值不相等，则条件为真。如：A != B，结果为真，会返回 true；
  3. 小于：“ < ”，判断符号左边操作数的值是否小于右边操作数的值，如果是，则条件为真。如A < B，结果为真，会返回 true；
  4. 大于：“ > ”，判断符号左边操作数的值是否大于右边操作数的值，如果是，则条件为真。如A > B，结果不为真，会返回 false；
  5. 小于等于 ：“ <= ”,判断符号左边操作数的值是否小于或等于右边操作数的值，如果是，则条件为真。如A <= B，结果为真，会返回 true；
  6. 大于等于：“ >= ”， 判断符号左边操作数的值是否大于或等于右边操作数的值，如果是，则条件为真。 如A >= B，结果不为真，会返回 false；

看实际例子：

void loop () { 
   int a = 9,b = 4
   bool c = false;
   if(a == b)
      c = true;
   else
      c = false;

   if(a != b)
      c = true;
   else
      c = false;
   
   if(a < b)
      c = true;
   else
      c = false;
   
   if(a > b)
      c = true;
   else
      c = false;
   
   if(a <= b)
      c = true;
   else
      c = false;
   
   if(a >= b)
      c = true;
   else
      c = false;
}

输出结果如下：

c = false
c = true
c = false
c = true
c = false
c = false

逻辑运算符

同样的，我们先通过假设变量A的值是10，变量B的值是20：

  1. 逻辑与‘and’：“ && ”，如果两个操作数都非零，则条件为真。如：A && B，结果为真；
  2. 逻辑或‘or’：“ || ”，如果两个操作数中有一个非零，则条件为真。如：A || B，结果也为真；
  3. 逻辑非‘not’：“ ！ ”，用于反转操作数的逻辑状态。如操作数的逻辑状态条件为真，则逻辑非的结果为假。如：！（A&&B），因为A && B，结果为真，则逻辑非结果为假。

看一下实际例子：

void loop () {
   int a = 9,b = 4
   bool c = false;
   if((a > b)&& (b < a))
      c = true;
   else
      c = false;

   if((a == b)|| (b < a))
      c = true;
   else
      c = false;

   if( !(a == b)&& (b < a))
      c = true;
   else
      c = false;
}

输出：

c = true
c = true
c = true

位运算符

Arduino中的位运算符包括：按位与(&)、按位或(|)、按位异或(^)、取反(～)，它们的运算对象都必须为整数，而且除了取反运算符，其余三种均为双目运算符（见文末注解）。当然Arduino中还包括左移运算符（<<）和右移运算符(>> )。老惯例，假设变量A的值是60（二进制0011 1100），变量B的值是13（二进制0000 1101）：

  1. 按位与(&)：让参与运算的两个数相对应的二进制位相与。规则：只有对应的两个二进制位都为1时，结果位才为1；只要有一个二进制位为0，结果位就为0。如A&B，A对应二进制为 0011 1100 ；B对应二进制为 0000 1101 ，结果为12，对应二进制运算结果为 0000 1100。
  2. 按位或(|)：让参与运算的两个数相对应的的二进制位相或。规则：只有对应的两个二进制位都为０时，结果位才为０；只要有一个二进制位为１，结果位就为１。如：A|B，结果对应的二进制位为 0011 1101，结果为61；
  3. 按位异或(^)：让参与运算的两个数相对应的的二进制位相异或。规则：当对应的两个二进制位相同（都为１或都为０）时，结果位为０；当对应的两个二进制位相异时，结果位为１。如A^B，结果对应的二进制位为00110001，结果为49；
  4. 取反(～)：用于求整数的二进制反码。规则：二进制位为１的取反后变为０，二进制位为０的取反后变为１。如：~A，结果二进制为1100 0011；
  5. 左移运算符（<<）：规则：左操作数值由右操作数指定的位数向左移动，左边“抛弃”，右边补0。如：（A << 2）结果为 240, 二进制为 1111 0000；
  6. 右移运算符(>> )：左操作数值按右操作数指定的位数右移，左边用0填充，右边丢弃。如：（A >> 2） 结果为 15, 二进制为 0000 1111。

看一些实际例子：

void loop () {
   int a = 60,b = 13
   int c = 0;
   c = a & b ;
   c = a | b ;
   c = a ^ b ;
   c = a ~ b ;
   c = a << b ;
   c = a >> b ; 
}

输出:

c = 12
c = 61
c = 49
c = -60
c = 240
c = 15

混合运算符

我们还是以实际例子来帮助理解，假设变量A的值是10，变量B的值是20：

  1. “++”：增量运算符，将整数值增加1。如：A++，结果为11；
  2. “–”： 递减运算符，使整数值减少1 。如：A–，结果为9；
  3. “+=”：将右操作数添加到左操作数并将结果分配给左操作数。如：B += A，等价于B = B+ A；
  4. “-=”：将左操作数减去右操作数并将结果赋给左操作数。如：B -= A等价于B = B – A；
  5. “*=”：将右操作数与左操作数相乘，并将结果赋给左操作数。如：B*= A等价于B = B*A；
  6. “/=”：将左操作数与右操作数分开，并将结果分配给左操作数。如：B /= A等价于B = B / A；
  7. “%=”：对两个操作数取模，并将结果赋给左操作数。如：B %= A等价于B = B % A。

看实际例子：

void loop () {
   int a = 10,b = 20
   int c = 0;
   
   a++;
   a--;
   b += a;
   b -= a;
   b *= a;
   b /= a;
   a %= b;
   a |= b;
   a &= b;
}

输出为：

a = 11
a = 9
b = 30
b = 10
b = 200
b = 2
a = 0
a = 0
a = 30

注解

单目运算符：只对一个变量进行操作。如：a++；
双目运算符：对两个变量进行操作。如：a=1; b=3; c=a+b;就是双目运算符；
多目运算符：对三个变量进行操作。如：int a = boolean ? b : c; 。
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