C语言逻辑运算符详解

现在假设有这样一种情况,我们的软件比较特殊,要求使用者必须成年,并且成绩大于等于60,该怎么办呢?

或许你会想到使用嵌套的 if 语句,类似下面这样的代码:
#include <stdio.h>
int main()
{
    int age;
    float score;
    printf("请输入你的年龄和成绩:");
    scanf("%d %f", &age, &score);
    if(age >= 18){
        if(score >= 60){
            printf("你满足条件,欢迎使用该软件\n");
        }else{
            printf("抱歉,你的成绩不及格,不能使用该软件\n");
        }
    }else{
        printf("抱歉,你还未成年,不能使用该软件!\n");
    }
    return 0;
}
这种方法虽然能够行得通,但不够简洁和专业,我们可以将其压缩为一条 if else 语句
#include <stdio.h>
int main()
{
    int age;
    float score;
    printf("请输入你的年龄和成绩:");
    scanf("%d %f", &age, &score);
    if(age>=18 && score>=60){
        printf("你满足条件,欢迎使用该软件\n");
    }else{
        printf("抱歉,你还未成年,或者成绩不及格,不能使用该软件!\n");
    }
    return 0;
}
&&是一个新的运算符,称为逻辑运算符,表示age>=18score>=60两个条件必须同时成立才能执行 if 后面的代码,否则就执行 else 后面的代码。

在高中数学中,我们就学过逻辑运算,例如p为真命题,q为假命题,那么“p且q”为假,“p或q”为真,“非q”为真。在C语言中,也有类似的逻辑运算:
运算符 说明 结合性 举例
&& 与运算,双目,对应数学中的“且” 左结合 1&&0、(9>3)&&(b>a)
|| 或运算,双目,对应数学中的“或” 左结合 1||0、(9>3)||(b>a)
! 非运算,单目,对应数学中的“非” 右结合 !a、!(2<5)

逻辑运算的结果

在编程中,我们一般将零值称为“假”,将非零值称为“真”。逻辑运算的结果也只有“真”和“假”,“真”对应的值为 1,“假”对应的值为 0。

1) 与运算(&&)

参与运算的两个表达式都为真时,结果才为真,否则为假。例如:

5&&0

5为真,0为假,相与的结果为假,也就是 0。

(5>0) && (4>2)

5>0 的结果是1,为真,4>2结果是1,也为真,所以相与的结果为真,也就是1。

2) 或运算(||)

参与运算的两个表达式只要有一个为真,结果就为真;两个表达式都为假时结果才为假。例如:

10 || 0

10为真,0为假,相或的结果为真,也就是 1。

(5>0) || (5>8)

5>0 的结果是1,为真,5>8 的结果是0,为假,所以相或的结果为真,也就是1。

3) 非运算(!)

参与运算的表达式为真时,结果为假;参与运算的表达式为假时,结果为真。例如:

!0

0 为假,非运算的结果为真,也就是 1。

!(5>0)

5>0 的结果是1,为真,非运算的结果为假,也就是 0。

输出逻辑运算的结果:
#include <stdio.h>
int main(){
    int a = 0, b = 10, c = -6;
    int result_1 = a&&b, result_2 = c||0;
    printf("%d, %d\n", result_1, !c);
    printf("%d, %d\n", 9&&0, result_2);
    printf("%d, %d\n", b||100, 0&&0);
    return 0;
}
运行结果:
0, 0
0, 1
1, 0

优先级

逻辑运算符和其它运算符优先级从低到高依次为:

赋值运算符(=) < &&和|| < 关系运算符 < 算术运算符 < 非(!)

&& 和 || 低于关系运算符,! 高于算术运算符。
 
按照运算符的优先顺序可以得出:
  • a>b && c>d  等价于  (a>b)&&(c>d)
  • !b==c||d<a  等价于  ((!b)==c)||(d<a)
  • a+b>c&&x+y<b  等价于  ((a+b)>c)&&((x+y)<b)

另外,逻辑表达式也可以嵌套使用,例如a>b && b || 9>ca || c>d &&  !p

逻辑运算符举例:
#include <stdio.h>
int main(){
    char c='k';
    int i=1,j=2,k=3;
    float x=3e+5,y=0.85;
    printf( "%d,%d\n", !x*!y, !!!x );
    printf( "%d,%d\n", x||i&&j-3, i<j&&x<y );
    printf( "%d,%d\n", i==5&&c&&(j=8), x+y||i+j+k );
    return 0;
}
运行结果:
0,0
1,0
0,1

本例中!x和!y分别为0,!x*!y也为0,故其输出值为0。由于x为非0,故!!!x的逻辑值为0。对x|| i && j-3式,先计算j-3的值为非0,再求i && j-3的逻辑值为1,故x||i&&j-3的逻辑值为 1。对i<j&&x<y式,由于i<j的值为1,而x<y为0故表达式的值为1,0相与,最后为0,对i==5&&c&&(j=8)式,由于i==5为假,即值为0,该表达式由两个与运算组成,所以整个表达式的值为0。对于式x+ y||i+j+k由于x+y的值为非0,故整个或表达式的值为1。

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