C语言逻辑运算符的用法以及汇总（附带优先级和结合性一览表）

顾名思义，C语言逻辑运算符是用来处理逻辑运算的。逻辑运算又称布尔运算，它主要用来处理“真值（非零值）”和“假值（零值）”之间的关系。

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：
 

逻辑运算符和关系运算符的结果都是布尔类型；布尔类型只有两个取值，分别是真（true）和假（false）；在C语言中，用 1 表示真，用 0 表示假。

同时，在逻辑运算或者条件判断的过程中，任何非零值（比如 10、926、-5）都会被视为真，只有零值（比如 0、'\0'）才会被视为假。

在《C语言布尔类型 bool 用法》一节中提到，支持 C99 以及更高标准的编译器，可以用 bool 表示布尔类型，用 true 表示真（非 0 值），用 false 表示假（0 值）。下面的写法都是正确的：

int age = 20;
float score = 95.5;

bool isOK = true;
bool isAllowEnter = age>=18;
bool isExcellentStudent = isAllowEnter && score>90;

逻辑运算的结果

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。再如：

(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。再如：

(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。再如：

!(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;
}

0, 0
0, 1
1, 0

逻辑运算符的优先级

如果只谈三个逻辑运算符，它们的优先级从低到高依次是：

|| < && < !

也就是说，! 的优先级最高，&& 次之，|| 最低。

但是在实际的C语言编程中，逻辑运算符还会和关系运算符、算术运算符、赋值运算符等一起使用，所以我们有必要从整体上比较它们的优先级。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= < 逻辑运算符|| < 逻辑运算符&& < 关系运算符 < 算术运算符 < 逻辑运算符!

如果你想知道C语言中所有运算符的优先级和结合性，请转到：C语言运算符的优先级和结合性一览表
 
按照运算符的优先级顺序可以得出：

• 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>c，a || c>d &&  !p。

结合优先级，再来看一下逻辑运算符的用法：

#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

对于!x*!y，! 的优先级高于 *，所以先进行逻辑非运算，再进行乘法运算。x 和 y 分别为非 0，所以 !x 和 !y 分别为 0，所以 !x*!y 的结果为 0。
 

对于 !!!x，x 为非 0，所以 !x 为 0，!!x 为 1，!!!x 为 0。
 

对于 x||i&&j-3：先进行减法运算，计算 j-3 的值为非 0；然后进行逻辑与&&运算，计算 i&&(j-3) 的结果为 1；最后进行逻辑或||运算，计算 x||(i&&j-3) 的结果为 1。
 

对于 i<j&&x<y：先进行关系运算，求得 i<j 的值为 1，x<y 的值为 0；然后进行逻辑与运算，求得 (i<j) && (x<y) 的结果为 0。
 

对于 i==5&&c&&(j=8)。先进行比较运算和赋值运算，i==5 不成立，结果 0；而 (j=8) 赋值后的结果为 8，转换成布尔值后为 1。然后再进行逻辑运算，此时 && 是右结合性，所以先计算右边的 &&，得到 c&&(j=8) 的结果为 1；接着再计算左边的 &&，得到 (i==5) && (c&&(j=8)) 的结果为 0。
 

对于 x+ y||i+j+k：先进行算术运算，得到 x+y 和 i+j+k 的值都是非 0；然后再进行逻辑非||运算，得到整个表达式的结果为 1。

短路求值

C语言中的逻辑运算符使用短路求值，这意味着：

• 在 && 运算中，如果第一个表达式的结果为假，就不会再计算第二个表达式，因为不管第二个表达式的结果是什么，都不会影响整个 && 运算的结果。
• 在 || 运算中，如果第一个表达式的结果为真，就不会再计算第二个表达式，原理同上。

请看下面的例子：

#include <stdio.h>

int main() {
    int x = 5;
    int y = 0;
    
    // 由于 x > 10 为假，y != 0 不会被评估
    if (x > 10 && y != 0) {
        printf("This won't be printed\n");
    }
    
    // 由于 x > 0 为真，y != 0 不会被评估
    if (x > 0 || y != 0) {
        printf("This will be printed\n");
    }
    
    return 0;
}

输出结果：

This will be printed

综合示例

逻辑运算符在C语言中有很多应用场景，这里不妨举几个例子。

1) 判断闰年

一个年份是闰年的条件是：能被 4 整除但不能被 100 整除，或者能被 400 整除。这个条件被翻译成C语言的逻辑表达式就是：

(year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0

完整的实现代码如下：

#include <stdio.h>

int main() {
    int year = 0;

    printf("请输入年份：");
    scanf("%d", &year);

    if( (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0 ){
        printf("%d 是闰年\n", year);
    }
    else {
        printf("%d 不是闰年\n", year);
    }

    return 0;
}

运行结果：

请输入年份：2024
2024 是闰年

2) 判断元音字母

26 个字母中的元音字母只有 a、e、i、o 和 u 六个，只要输入的字符是其中之一，就是元音字母。请看下面的代码：

#include 
#include 

int main() {
    char ch = 0;

    printf("请输入一个英文字母：");
    scanf("%c", &ch);
    ch = tolower(ch);  // 转换为小写字母

    if (ch == 'a' || ch == 'e' || ch == 'i' || ch == 'o' || ch == 'u') {
        printf("%c 是元音字母\n", ch);
    }else {
        printf("%c 不是元音字母\n", ch);
    }

    return 0;
}

输出结果：

请输入一个英文字母：U
u 是元音字母