Определены для данных арифметических типов, т.е. вещественных (float, double) и целых (int, short, long, char и соответствующих им беззнаковых данных unsigned int, unsigned short, unsigned long, unsigned char).
Действие этих операций - соответствующее арифметическое действие. Результат операции - результат арифметического действия.
Одноместные арифметические операции имеют один операнд. К ним относятся операции "+" и "-", которые меняют знак операнда.
Результатом этих операций является значение операнда с противоположным знаком.
Двуместные арифметические операции имеют два операнда. К ним относятся операции + , - , * , / и % . Каждая из этих операций выполняет соответствующее действие, результат которого и является результатом операции. Операция + вычисляет сумму операндов, операция - вычисляет разность, операция * вычисляет произведение, операция / вычисляет частное от деления вещественных операндов или целую часть частного от деления целых операндов, операция % вычисляет остаток от деления первого операнда на второй.
Арифметические операции в выражениях выполняются слева направо в соответствии с общепринятыми приоритетами. Приоритет можно изменить с помощью скобок.
Примеры выражений с арифметическими операциями:
a + b%c
(a + b)/3*5
Операция присваивания
Операция присваивания выполняет действия по занесению результатов выражения, стоящего справа от знака присваивания = в область памяти, определяемую выражением, стоящим слева от знака присваивания. Чаще всего слева от знака присваивания стоит простая переменная. При выполнении присваивания происходит преобразование типа результата правого выражения к типу левого операнда.
Результат операции присваивания - значение присвоенной величины.
Поскольку присваивание является операцией, а не оператором, то в одном выражении допускается несколько присваиваний. В этом случае они выполняются справа налево
Например:
ab = ( c = d+5 ) * 6
Присваивание имеет самый низкий приоритет из всех операций.
Оператор-выражение
Выражение, оканчивающееся точкой с запятой, является оператором, т.е. наименьшей элементарной частью программы.
оператор = выражение ";"
Пример:
ab = ( c = d + 5 ) * 6; /* это оператор */
В дальнейшем будем строго придерживаться этой терминологии, т.е. выражением будем называть совокупность операндов, связанных операциями, а оператором - выражение заканчивающейся точкой с запятой.
Использование в выражениях операндов разных типов
При участии в арифметических операциях операндов разных типов, перед выполнением операции осуществляется преобразование типов так, чтобы не было потери точности. Затем осуществляется сама операция.
Типы данных в порядке возрастания точности:
char, short, int, long, float, double.
Пример:
int a, c;
float d, e;
e = d*(c+e); /* c будет преобразовано в float */
a = 'A' + 20; /* 'A' будет преобразовано в int */
6.5. Операции преобразования типов
В некоторых случаях правила преобразования типов не позволяют получить верный результат, например:
int a, b;
float c;
a = 7; b = 14;
c = a/b; /* результат 0 */
Для получения правильного результата можно поступить так
c = a; c = c/b;
А можно применить операцию преобразования типа:
преобразование_типа = "("имя_типа ")" выражение
имя_типа - название любого типа, в том числе и заданного программистом.
Для нашего примера применение операции преобразования типа будет выглядеть так:
c = (float)a / (float)b;
Операция преобразования типа имеет приоритет более высокий, чем арифметическая операция.
Стандартные математические функции
В любых арифметических выражениях можно использовать стандартные математические функции, которые можно применять к любым числовым операндам.
При использовании этих функций в программу необходимо включить файл <math.h>, т.е. необходимо использовать директиву #include <math.h> . При этом будут определены следующие функции:
sin(x) - синус (аргумент в радианах);
cos(x) - косинус (аргумент в радианах);
tan(x) - тангенс (аргумент в радианах);
asin(x) - арксинус (результат в радианах);
acos(x) - арккосинус (результат в радианах);
atan(x) - арктангенс (результат в радианах);
sinh(x) - гиперболический синус;
cosh(x) - гиперболический косинус;
tanh(x) - гиперболический тангенс;
log10(x) - десятичный логарифм;
pow10(x) - возведение числа 10 в степень x;
log(x) - натуральный логарифм;
exp(x) - экспонента;
sqrt(x) - квадратный корень;
pow(x,y) - возведение x в степень y;
fabs(x) - абсолютная величина для double;
abs(x) - абсолютная величина для int.
Простейшие функции, определяемые программистом
Довольно часто программист сталкивается с тем, что стандартных функций, нужных ему, нет. Например, в библиотеке Turbo C нет функции для вычисления котангенса. В этом случае программист сам может задать нужную ему функцию. Функция должна быть оформлена специальным образом. Описание функции начинается заголовком:
заголовок_функции =
тип имя_функции"("[тип параметр {"," тип параметр}]")"
Например, заголовок функции вычисления котангенса:
double cotan ( double x )
За заголовком функции должно следовать тело функции, т.е. операторы, реализующие функцию. При этом они оформляются подобно операторам основной программы, т.е. тело функции начинается с "{" и заканчивается "}".
Для возврата в вызывающую функцию и для передачи ей вычисленного значения используется оператор return.
"return " [выражение];
Выражение должно быть того же типа, что и тип функции. Его значение будет передано вызывающей программе в качестве значения функции. Например, функцию для вычисления котангенса можно записать так:
double cotan( double x )
{
double ctg;
ctg = 1.0 / tan(x);
return ctg;
}
или
double cotan( double x )
{
return 1.0 / tan(x);
}
После того как функция определена, она может быть использована, так же как и стандартные функции Си, например можно записать:
a = b * cotan(c);
При этом значение c будет передано функции в качестве параметра x, затем будет вычислено выражение 1/tan(x) и передано в вызывающую программу в качестве значения функции cotan.
В функциях могут находится любые операторы языка и в любом количестве.
Собственные функции программиста в простейшем случае могут быть помещены в тот же файл, в котором находится основная программа, и должны располагаться в файле до того как они будут использоваться.
Если это по какой-либо причине не устраивает программиста, то он может в начало файла поместить прототипы всех используемых функций, т. е. заголовки функций, оканчивающихся точкой с запятой. В этом случае сами функции могут располагаться в любом месте файла.
Дополнительные арифметические операции
Язык Си имеет ряд уникальных операций, как правило, отсутствующих в других языках программирования. К этим операциям относятся операция увеличения на единицу ++ и операция уменьшения на единицу. Например:
a = a + 1; эквивалентно a++; или ++a;
Выполнение операций "++" или "--" вызывает увеличение или уменьшение на единицу значения соответствующей переменной.
Результат операций может быть различным в зависимости от того, где находятся знаки операций: если используется постфиксная операция, т.е операция ++ или -- записана после переменной, то результатом операции будет значение переменной до увеличения или уменьшения. Иными словами переменная сначала используется в выражении, а затем увеличивается или уменьшается. Например:
a = 4;
b = ( a++ ) * 5; /* здесь b = 20 */
Если используется префиксная операция, т. е. операция ++ или -- записана перед переменной, то результат операции - значение переменной после увеличения или уменьшения. Иными словами переменная вначале увеличивается или уменьшается, затем используется в выражении. Например:
a = 4;
b = ( ++ a ) * 5; /* здесь b = 25 */
Приоритет операций выше, чем у * или /, но все равно рекомендуется ставить скобки, чтобы не запутаться.