5.6.4 运算符
平常接触最多的运算符，“加减乘除”。为了让编译器能够识别，在 C 语言中常常用一些特别的符号来代表他们，例如用“+ - * /”分别表示“加减乘除”。
根据功能，将运算符分为：算数运算符、赋值运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、其他运算符。如下表所示，介绍了各运算符的意义。
| 序号 | 运算符 | 范例 | 功能说明 |
|---|---|---|---|
| 算数运算符 | |||
| 1. | + |
a+b |
a 变量值和 b 变量值相加 |
| 2. | - |
a-b |
a 变量值和 b 变量值相减 |
| 3. | * |
a*b |
a 变量值乘以 b 变量值 |
| 4. | / |
a/b |
a 变量值除以 b 变量值 |
| 5. | % |
a%b |
a 变量值除以 b 变量值的余数 |
| 6. | ++ |
a++ |
等同于 a=a+1,a 值自加 1 |
| 7. | -- |
a-- |
等同于 a=a-1 ,a 值自减 1 |
| 赋值运算符 | |||
| 8. | = |
a=1 |
将 1 赋值给变量 a |
| 9. | += |
a+=b |
等同于 a=a+b，将 a 加 b 的结果赋值给 a |
| 10. | -= |
a-=b |
等同于 a=a-b，将 a 减 b 的结果赋值给 a |
| 11. | *= |
a*=b |
等同于 a=a*b，将 a 乘 b 的结果赋值给 a |
| 12. | /= |
a/=b |
等同于 a=a/b，将 a 除 b 的结果赋值给 a |
| 13. | %= |
a%=b |
等同于 a=a%b，将 a 除 b 的余数赋值给 a |
| 关系运算符 | |||
| 14. | > |
a>b |
测试 a 是否大于 b |
| 15. | < |
a= |
a>=b |
| 18. | <= |
a<=b |
测试 a 是否小于等于 b |
| 19. | != |
a!=b |
测试 a 是否不等于 b |
| 逻辑运算符 | |||
| 20. | && |
a&&b |
变量 a 与变量 b 作逻辑"与"操作，两个变量都为"真"，结果才为"真"，否则为"假" |
| 21. | || |
a||b |
变量 a 与变量 b 作逻辑"或"操作，只要任何一个变量为"真"，结果为"真"，否则为"假" |
| 22. | ! |
!a |
将变量 a 值取反，即原来为"真"，结果为"假"，原来为 "假"，结果为"真" |
| 位运算符 | |||
| 23. | >> |
a>>b |
将 a 变量值右移 b 位 |
| 24. | << |
a << b |
将 a 变量值左移 b 位 |
| 25. | | |
a|b |
将变量 a 和变量 b 按位作"或"运算 |
| 26. | & |
a&b |
将变量 a 和变量 b 按位作"与"运算 |
| 27. | ^ |
a^b |
将变量 a 和变量 b 按位作"异或"运算 |
| 28. | ~ |
~a |
将 a 的每一位取反 |
| 其他运算符 | |||
| 29. | & |
a=&b |
将 b 变量的地址存入 a 变量 |
| 30. | * |
a=*b |
将地址 b 中的内容赋值给 a |
下面通过程序代码 operator.c，并举例介绍常用运算符的操作。
/*******************************************************************
* 运算符实例
*******************************************************************/
#include
<stdio.h>
void main() // 程序主函数入口，每个C语言程序有且只有一个
{
int a = 10;
int b = 5;
int c;
/*********************************************
* 算术运算符实例
**********************************************/
printf("----- 算术运算符实例---- nn");
printf("初始值：a=10,b=5nn");
c = a + b; //a 加b,并将结果赋值个变量c
printf("a+b = %dn", c);
c = a - b; //a 减b,并将结果赋值个变量c
printf("a-b = %dn", c);
c = a * b; //a 乘b,并将结果赋值个变量c
printf("a*b = %dn", c);
c = a / b; //a 除以b,并将结果赋值个变量c
printf("a/b = %dnn", c);
a=10;
a++;
printf("a=10,a++之后，a= %dn", a);
a=10;
a--;
printf("a=10,a-- 之后，a= %dnn", a);
/*********************************************
* 关系运算符实例
**********************************************/
printf("----- 关系运算符实例---- nn");
a = 10;// 改变a,b的值下面语句会输出不同结果
b = 5;
printf(" == 运算符实例nn");
printf("初始值：a=%d,b=%dn", a, b);
if (a==b) // 如果a等于b,执行下面{}里面的语句，否则执行 else 的{}里面的语句
{
printf("a 等于bn");
}
else
{
printf("a 不等于bn");
}
printf("n < 运算符实例nn");
printf("初始值：a=%d,b=%dn", a, b);
if (a<b) // 如果a小于b,执行下面{}里面的语句，否则执行 else 的{}里面的语句
{
printf("a 小于bn");
}
else
{
printf("a 不小于bn");
}
printf("n其他关系运算符情况类似！n");
return;
}
图 5-14 运算符练习代码
运行结果如下：
图 5-15 运算符练习结果
单片机 C 语言编程中，位运算符用的相对较多，位的 3 个基本运算符，分别为：&：按位与，|：按位或，^：按位异或，真值表如下：
表 5-6 位运算真值表
a |
b |
a&b |
a|b |
a^b |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
假设 A = 55，B = 21，选转换为二进制，查上表便可计算：
A = 0011 0111
B = 0001 0101
A&B = 0001 0101
A| B = 0011 0111
A^ B = 0010 0010
~：按位取反操作符，即 0 变 1,1 变 0：
A = 0011 0111
~A = 1100 1000
>> :右移运算符
如 A>>3，将 A 右移动 3 位，并在左边补 3 个 0
A = 0011 0111
= 0 0110 先右移动 3 位
A>>3 = 0 0110 左边补 3 个 0
<<: 左移运算符，与右移类似
如 A>>3，将 A 左移动 3 位，并在右边补 3 个 0
A = 0011 0111
= 1011 1 先左移动 3 位
A<<3 = 1011 1000 右边补 3 个 0
上面讲解的都是在一条语句中只有一个运算符，如果有多个运算符的情况下该怎么计算呢？例如下面的赋值语句：
a = 1 + 2 * 3;
// 运算结果应该为 7，即先算 2*3，再加 1，原因为" * "的优先级比" + "更高
各运算符的优先级如下表所示：
表 5-7 运算符优先级
| 类别 | 运算符 | 结合性 |
|---|---|---|
| 后缀 | () [] -> . ++ -- |
从左到右 |
| 一元 | + - !``~ ++ - - (type)* & sizeof |
从右到左 |
| 乘除 | * / % |
从左到右 |
| 加减 | + - |
从左到右 |
| 移位 | << >> |
从左到右 |
| 关系 | < <= > >= |
从左到右 |
| 相等 | == != |
从左到右 |
| 位与 AND | & |
从左到右 |
| 位异或 XOR | ^ |
从左到右 |
| 位或 OR | | |
从左到右 |
| 逻辑与 AND | && |
从左到右 |
| 逻辑或 OR | || |
从左到右 |
| 条件 | ? : |
从右到左 |
| 赋值 | = += -= *= /= %=``>>= <<= &= ^= |= |
从右到左 |
| 逗号 | , |
从左到右 |
5.6.5 流程控制
C 语言的程序执行方式为，一条一条语句按顺序往下执行，在程序中加入流程控制语句，可以将程序跳转至指定的地方运行。下面讲解 C 语言常用的流程控制语句。
if 语句
表达式如下：
if(条件表达式)
{动作}
语法：
如果"条件表达式"的值为真（非零的数），则执行{ }内"动作"，如果"条件表达式"为假，则跳过该"动作"而继续往下执行。
举例说明编写， if.c 文件如下：
/********************************************************
* 程序功能：
*使用 if 语句判断，按键输入的是否为数字
*********************************************************/
#include <stdio.h>
void main() {
int number;
printf("n请按下键盘的一个按键，并按回车键：");
scanf("%d", &number);
// 先判断按的按键是否小于等于9，是的话，执行{}里的内容
if (number <= 9) {
printf("n输入了数字：%dn", number);
}
printf("n程序结束！n");
return;
}
图 5-16 if 语句代码
运行结果如下，可尝试输入非数字的按键。
图 5-17 if 语句运行结
if --else 语句
表达式如下：
if(条件表达式)
{动作 1}
else
{动作 2}
语法：
如果条件表达式为真，则执行动作 1，跳过 else 部分的动作 2，接着往下执行。如果条件表达式为假，则跳过动作 1，执行动作 2，然后继续往下执行。
举例说明编写， if-else.c 文件如下：
/********************************************************
* 程序功能：
*使用 if-else 语句判断，按键输入的是否为数字或字符
*********************************************************/
#include <stdio.h>
void main() {
int number;
printf("n请按下键盘的一个按键，并按回车键：");
scanf("%d", &number);
// 先判断按的按键是否小于等于9，是的话，执行{}里的内容
if (number <= 9) {
printf("n输入了数字：%dn", number);
} else {
printf("n输入的不是数字，是一个字符!n");
}
printf("n程序结束！n");
return;
}
图 5-18 if-else 语句代码
2 次运行程序，输入的分别是数字 1 和字符 e，程序执行结果如下：
图 5-19 if-else 试验结果
switch-case 语句
表达式如下：
switch（条件表达式）
{
case 条件值 1：
动作1
break;
case 条件值 2：
动作2
break;
...
default:
动作N;
break;
}
语法：
先计算"条件表达式"的值，然后逐个和 case 后面的"条件值"比较，如果不相等，则顺序往下比较，如果一直不相等，则执行 default 后面的语句。如果等于执行这个"条件值"后面的语句，并且后续所有 case 后的语句都不执行。
举例说明编写， caseswitch.c 文件如下：
/********************************************************
* 程序功能：
*使用 switch-case 语句判断，根据输入的数字，显示星期几。
*1-7 分别对应星期一-星期日
*其他数字无效
*********************************************************/
#include <stdio.h>
void main() {
int a;
printf("请输入数字，回车结束: ");
scanf("%d", &a);
// 输入数字a,和下面 case 后面的数字对比
switch (a) {
case 1:
printf("n星期一n");
break;
case 2:
printf("n星期二n");
break;
case 3:
printf("n星期三n");
break;
case 4:
printf("n星期四n");
break;
case 5:
printf("n星期五n");
break;
case 6:
printf("n星期六n");
break;
case 7:
printf("n星期日n");
break;
default:
printf("n输入错误！n");
}
return;
}
图 5-20 case 语句代码
运行 3 次，分别输入不同数字，结果如下图所示：
图 5-21 case 语句运行结果
while 循环语句
表达式如下：
while(条件表达式)
{动作}
语法：
先执行 while 后面的"条件表达式"，如果为真，则执行{}里面的"动作"，执行完之后，再次回去执行"条件表达式"。如此，一直循环，直到"条件表达式"不为真，才结束 while 循环。
举例说明编写， while.c 文件如下：
/********************************************************
* 程序功能：
*使用 whie 语句
* 循环打印变量值
*********************************************************/
#include <stdio.h>
void main() {
int a = 0;// 变量定义，并初始化为0
/**********************************
1.先判断a是否小于 10，成立的话,执行{}
里面的语句，{}里面语句执行完之后，在判断
a是否小于 10,成立的话，继续执行{}内语句，
如此循环，直到a不小于 10.
2.下面程序中，{}内没执行一次a的值加1，因此，
执行 10 次之后，a不小于 10 ，循环结束。
**********************************/
while (a < 10) {
a = a + 1;
printf("a 的值：%dn", a);
}
printf("n程序结束！n", a);
return;
}
图 5-22 while 语句代码
程序运行结果如下：
图 5-23 while 运行结果
for 循环语句
表达式如下：
for(初始化；条件 1；表达式 2)
{ 动作 }
语法：
"初始化"首先被执行，并且只会执行一次；
判断"条件 1"，如果为真，执行后续 {} 中的"动作"，如果不为真，则结束 for 循环；
执行完"动作"后，执行"表达式 2" ，这里的"表达式 2" 往往会更新"条件 1" 的状态；
回到 2 继续执行。
举例说明编写， for.c 文件如下：
/********************************************************
* 程序功能：
*使用 for 语句
* 循环打印变量值
*********************************************************/
#include <stdio.h>
void main() {
// 变量定义
int a;
/**********************************
1.for 循环首先出初始化a=0
2.执行第二条语句判断a<10 是否成立，不成立直接结束
3.如果2成立
4.执行{}内的所有内容
5.执行a++
6.跳转到2继续执行
a每次循环都加1，因此，{}的内容将执行 10 次
**********************************/
for (a = 0; a < 10; a++) {
printf("a 的值：%dn", a);
}
printf("n程序结束！n", a);
return;
}
图 5-24 for 语句代码
运行结果如下：
图 5-25 for 语句运行结果
5.6.6 函数
函数是一组一起执行一个任务的语句，通常我们会让函数来执行一个特定的任务。如果我们在程序的不同地方需要多次执行这个任务，我们只需要调用这个函数即可，而不需要每次都重复写这段代码。
我们前面用到过得 prinf()，就是标准的 C 语言库函数，它的功能就是打印显示指定的数据。定义函数：
返回值类型 函数名称(参数 1，参数 2，参数 3，...)
{
函数主体；
}
语法：
**返回值类型：一个函数可以返回一个值或者不返回。"返回值类型"**就指这个值的数据类型。如果函数没有返回值，那么，"返回值类型就是"关键字 void。
**函数名称：**这是函数标识符，也就是这个函数的名字。
**参数：**参数就像是占位符。当函数被调用时，您向参数传递一个值，这个值被称为实际参数。参数列表包括函数参数的类型、顺序、数量。参数是可选的，也就是说，函数可能不包含参数。
**函数主体：**函数主体包含一组定义函数执行任务的语句。
举例说明：
/********************************************************
* 程序功能：
*比较两个数的值，并显示较小的值
* 循环打印变量值
*********************************************************/
#include <stdio.h>
void main() {
int a = 1, b = 2;
int c;
// a,b谁小，就把它赋值给c，然后显示c,就达到了显示较小值的目的
if (a < b) {
c = a;
} else {
c = b;
}
printf("较小值的值：%dn", c);
return;
}
图 5-26 函数代码 1
如上第 14-21 行是比较 a 和 b 大小的功能代码，下面我们使用函数替代他们。编写代码 function.c,如下：
/********************************************************
* 程序功能：
*比较两个数的值，并显示较小的值
* 循环打印变量值
*********************************************************/
#include <stdio.h>
// 计算较小值得函数
int Min(int num1, int num2) {
int result;
if (num1 < num2) {
result = num1;
} else {
result = num2;
}
return result;
}
// 主函数
void main() {
int a = 1, b = 2;
int c;
// 调用函数 Min(),返回较小值
c = Min(a, b);
printf("n较小值的为：%dn", c);
return;
}
图 5-27 函数代码 2
在第 28 行，通过调用函数 Min()，即一条语句替换了最开始的多条语句。上图的第 8-21 行是我们定义的函数 int Min( int num1, int num2 ) ，函数的返回值类型为 int，函数名称为 Min，函数参数为
num1， num2 ，函数主体的功能为比较 num1， num2 的大小，并将小的值返回。在第 28 行调用函数的时候，我们使用要比较的值 a，b 传递到函数里面，即替换了 num1， num2
。所以，函数的返回值就是 a，b 中小的那个值。程序运行结果如下图所示：
图 5-28 函数代码运行结果
5.7 本章小结
为了方便我们后续的单片机开发，本章介绍了 C 语言的基础知识，基本都是点到为止。更多的内容请参考专业的 C 语言书籍。本章中涉及的代码均放入了资料包中，如下图所示。
图 5-29 C 语言代码路径