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1.3.15 C语言加减乘除运算

说明
分类：C语言

加减乘除是常见的数学运算，C语言当然支持，不过，C语言中的运算符号与数学中的略有不同，请见下表。

  加法 减法 乘法 除法 求余数（取余）
数学 + - × ÷ 无
C语言 + - * / %

C语言中的加号、减号与数学中的一样，乘号、除号不同；另外C语言还多了一个求余数的运算符，就是 %。

下面的代码演示了如何在C语言中进行加减乘除运算：

  1. #include <stdio.h>
  2. int main()
  3. {
  4. int a = 12;
  5. int b = 100;
  6. float c = 8.5;
  8. int m = a + b;
  9. float n = b * c;
  10. double p = a / c;
  11. int q = b % a;
  13. printf("m=%d, n=%f, p=%lf, q=%d\n", m, n, p, q);
  15. return 0;
  16. }

输出结果：
m=112, n=850.000000, p=1.411765, q=4

你也可以让数字直接参与运算：

  1. #include <stdio.h>
  2. int main()
  3. {
  4. int a = 12;
  5. int b = 100;
  6. float c = 8.9;
  8. int m = a - b; // 变量参与运算
  9. int n = a + 239; // 有变量也有数字
  10. double p = 12.7 * 34.3; // 数字直接参与运算
  12. printf("m=%d, n=%d, p=%lf\n", m, n, p);
  13. printf("m*2=%d, 6/3=%d, m*n=%ld\n", m*2, 6/3, m*n);
  15. return 0;
  16. }

输出结果：
m=-88, n=251, p=435.610000
m*2=-176, 6/3=2, m*n=-22088

对除法的说明

C语言中的除法运算有点奇怪，不同类型的除数和被除数会导致不同类型的运算结果：

  • 当除数和被除数都是整数时，运算结果也是整数；如果不能整除，那么就直接丢掉小数部分，只保留整数部分，这跟将小数赋值给整数类型是一个道理。
  • 一旦除数和被除数中有一个是小数，那么运算结果也是小数，并且是 double 类型的小数。


请看下面的代码：

  1. #include <stdio.h>
  2. int main()
  3. {
  4. int a = 100;
  5. int b = 12;
  6. float c = 12.0;
  8. double p = a / b;
  9. double q = a / c;
  11. printf("p=%lf, q=%lf\n", p, q);
  13. return 0;
  14. }

运行结果：
p=8.000000, q=8.333333

a 和 b 都是整数，a / b 的结果也是整数，所以赋值给 p 变量的也是一个整数，这个整数就是 8。

另外需要注意的一点是除数不能为 0，因为任何一个数字除以 0 都没有意义。

然而，编译器对这个错误一般无能为力，很多情况下，编译器在编译阶段根本无法计算出除数的值，不能进行有效预测，“除数为 0”这个错误只能等到程序运行后才能发现，而程序一旦在运行阶段出现任何错误，只能有一个结果，那就是崩溃，并被操作系统终止运行。

请看下面的代码：

  1. #include <stdio.h>
  2. int main()
  3. {
  4. int a, b;
  5. scanf("%d %d", &a, &b); //从控制台读取数据并分别赋值给a和b
  6. printf("result=%d\n", a / b);
  8. return 0;
  9. }
这段代码用到了一个新的函数，就是 scanf。scanf 和 printf 的功能相反，printf 用来输出数据，scanf 用来读取数据。此处，scanf 会从控制台读取两个整数，并分别赋值给 a 和 b。关于 scanf 的具体用法，我们将在《C语言scanf：读取从键盘输入的数据（含输入格式汇总表）》一节中详细讲解，这里大家只要知道它的作用就可以了，不必求甚解。

程序开头定义了两个 int 类型的变量 a 和 b，程序运行后，从控制台读取用户输入的整数，并分别赋值给 a 和 b，这个时候才能知道 a 和 b 的具体值，才能知道除数 b 是不是 0。像这种情况，b 的值在程序运行期间会改变，跟用户输入的数据有关，编译器根本无法预测，所以就没法及时发现“除数为 0”这个错误。

对取余运算的说明

取余，也就是求余数，使用的运算符是 %。C语言中的取余运算只能针对整数，也就是说，% 的两边都必须是整数，不能出现小数，否则编译器会报错。

另外，余数可以是正数也可以是负数，由 % 左边的整数决定：

  • 如果 % 左边是正数，那么余数也是正数；
  • 如果 % 左边是负数，那么余数也是负数。


请看下面的例子：

  1. #include <stdio.h>
  2. int main()
  3. {
  4. printf(
  5. "100%%12=%d \n100%%-12=%d \n-100%%12=%d \n-100%%-12=%d \n",
  6. 100%12, 100%-12, -100%12, -100%-12
  7. );
  8. return 0;
  9. }

运行结果：
100%12=4
100%-12=4
-100%12=-4
-100%-12=-4 

在 printf 中，% 是格式控制符的开头，是一个特殊的字符，不能直接输出；要想输出 %，必须在它的前面再加一个 %，这个时候 % 就变成了普通的字符，而不是用来表示格式控制符了。

加减乘除运算的简写

有时候我们希望对一个变量进行某种运算，然后再把运算结果赋值给变量本身，请看下面的例子：

  1. #include <stdio.h>
  2. int main()
  3. {
  4. int a = 12;
  5. int b = 10;
  7. printf("a=%d\n", a);
  9. a = a + 8;
  10. printf("a=%d\n", a);
  12. a = a * b;
  13. printf("a=%d\n", a);
  15. return 0;
  16. }

输出结果：
a=12
a=20
a=200

a = a + 8相当于用原来 a 的值（也即12）加上 8，再把运算结果（也即20）赋值给 a，此时 a 的值就变成了 20。

a = a * b相当于用原来 a 的值（也即20）乘以 b 的值（也即10），再把运算结果（也即200）赋值给 a，此时 a 的值就变成了 200。

以上的操作，可以理解为对变量本身进行某种运算。

在C语言中，对变量本身进行运算可以有简写形式。假设用 # 来表示某种运算符，那么

a = a # b

可以简写为：

a #= b

# 表示 +、-、*、/、% 中的任何一种运算符。

上例中a = a + 8可以简写为a += 8，a = a * b可以简写为a *= b。

下面的简写形式也是正确的：

纯文本复制
  1. int a = 10, b = 20;
  2. a += 10; //相当于 a = a + 10;
  3. a *= (b-10); //相当于 a = a * (b-10);
  4. a -= (a+20); //相当于 a = a - (a+20);

注意：a #= b 仅是一种简写形式，不会影响程序的执行效率。