C++從零開始（二）——何謂表達式 
 
 
文章錄入：7747.Net    責(zé)任編輯：7747.Net  更新時間：2008-10-7 23:57:20 430 
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本篇是此系列的開頭，在學(xué)英語時，第一時間學(xué)的是字母，其是英語的基礎(chǔ)。同樣，在C++中，所有的代碼都是通過標識符（Identifier）、表達式（Expression）和語句（Statement）及一些必要的符號（如大括號等）組成，在此先說明何謂標識符。
標識符 標識符是一個字母序列，由大小寫英文字母、下劃線及數(shù)字組成，用于標識。標識就是標出并識別，也就是名字。其可以作為后面將提到的變量或者函數(shù)或者類等的名字，也就是說用來標識某個特定的變量或者函數(shù)或者類等C++中的元素。
比如：abc就是一個合法的標識符，即abc可以作為變量、函數(shù)等元素的名字，但并不代表abc就是某個變量或函數(shù)的名字，而所謂的合法就是任何一個標識符都必須不能以數(shù)字開頭，只能包括大小寫英文字母、下劃線及數(shù)字，不能有其它符號，如,!^等，并且不能與C++關(guān)鍵字相同。也就是我們在給一個變量或函數(shù)起名字的時候，必須將起的名字看作是一個標識符，并進而必須滿足上面提出的要求。如12ab_C就不是一個合法的標識符，因此我們不能給某個變量或函數(shù)起12ab_C這樣的名字；ab_12C就是合法的標識符，因此可以被用作變量或函數(shù)的名字。
前面提到關(guān)鍵字，在后續(xù)的語句及一些聲明修飾符的介紹中將發(fā)現(xiàn)，C++提供了一些特殊的標識符作為語句的名字，用以標識某一特定語句，如if、while等；或者提供一些修飾符用以修飾變量、函數(shù)等元素以實現(xiàn)語義或給編譯器及連接器提供一些特定信息以進行優(yōu)化、查錯等操作，如extern、static等。因此在命名變量或函數(shù)或其他元素時，不能使用if、extern等這種C++關(guān)鍵字作為名字，否則將導(dǎo)致編譯器無法確認是一個變量（或函數(shù)或其它C++元素）還是一條語句，進而無法編譯。
如果要讓某個標識符是特定變量或函數(shù)或類的名字，就需要使用聲明，在后續(xù)的文章中再具體說明。
數(shù)字

C++作為電腦編程語言，電腦是處理數(shù)字的，因此C++中的基礎(chǔ)東西就是數(shù)字。C++中提供兩種數(shù)字：整型數(shù)和浮點數(shù)，也就是整數(shù)和小數(shù)。但由于電腦實際并不是想象中的數(shù)字化的（詳情參見《C++從零開始（三）》中的類型一節(jié)），所以整型數(shù)又分成了有符號和無符號整型數(shù)，而浮點數(shù)則由精度的區(qū)別而分成單精度和雙精度浮點數(shù)，同樣的整型數(shù)也根據(jù)長度分成長整型和短整型。
要在C++代碼中表示一個數(shù)字，直接書寫數(shù)字即可，如：123、34.23、-34.34等。由于電腦并非以數(shù)字為基礎(chǔ)而導(dǎo)致了前面數(shù)字的分類，為了在代碼中表現(xiàn)出來，C++提供了一系列的后綴進行表示，如下：








u或U 

表示數(shù)字是無符號整型數(shù)，如：123u，但并不說明是長整型還是短整型 




l或L 

表示數(shù)字是長整型數(shù)，如：123l；而123ul就是無符號長整型數(shù)；而34.4l就是長雙精度浮點數(shù)，等效于雙精度浮點數(shù) 




i64或I64 

表示數(shù)字是長長整型數(shù)，其是為64位操作系統(tǒng)定義的，長度比長整型數(shù)長。如：43i64 




f或F 

表示數(shù)字是單精度浮點數(shù)，如：12.3f 




e或E 

表示數(shù)字的次冪，如：34.4e-2就是0.344；0.2544e3f表示一個單精度浮點數(shù)，值為254.4 
當什么后綴都沒寫時，則根據(jù)有無小數(shù)點及位數(shù)來決定其具體類型，如：123表示的是有符號整型數(shù)，而12341434則是有符號長整型數(shù)；而34.43表示雙精度浮點數(shù)。
為什么要搞這么多事出來，還分什么有符號無符號之類的？這全是因為電腦并非基于數(shù)字的，而是基于狀態(tài)的，詳情在下篇中將詳細說明。
作為科學(xué)計算，可能經(jīng)常會碰到使用非十進制數(shù)字，如16進制、8進制等，C++也為此提供了一些前綴以進行支持。
在數(shù)字前面加上0x或0X表示這個數(shù)字是16進制表示的，如：0xF3Fa、0x11cF。而在前面加一個0則表示這個數(shù)字是用8進制表示的，如：0347，變?yōu)槭M制數(shù)就為231。但16進制和8進制都不能用于表示浮點數(shù)，只能表示整型數(shù)，即0x34.343是錯誤的。 


字符串 C++除了提供數(shù)字這種最基礎(chǔ)的表示方式外，還提供了字符及字符串。這完全只是出于方便編寫程序而提供的，C++作為電腦語言，根本沒有提供字符串的必要性。不過由于人對電腦的基本要求就是顯示結(jié)果，而字符和字符串都由于是人易讀的符號而被用于顯示結(jié)果，所以C++專門提供了對字符串的支持。
前面說過，電腦只認識數(shù)字，而字符就是文字符號，是一種圖形符號。為了使電腦能夠處理符號，必須通過某種方式將符號變成數(shù)字，在電腦中這通過在符號和數(shù)字之間建立一個映射來實現(xiàn)，也就是一個表格。表格有兩列，一列就是我們欲顯示的圖形符號，而另一列就是一個數(shù)字，通過這么一張表就可以在圖形符號和數(shù)字之間建立映射。現(xiàn)在已經(jīng)定義出一標準表，稱為ASCII碼表，幾乎所有的電腦硬件都支持這個轉(zhuǎn)換表以將數(shù)字變成符號進而顯示計算結(jié)果。
有了上面的表，當想說明結(jié)果為“A”時，就查ASCII碼表，得到“A”這個圖形符號對應(yīng)的數(shù)字是65，然后就告訴電腦輸出序號為65的字符，最后屏幕上顯示“A”。
這明顯地繁雜得異常，為此C++就提供了字符和字符串。當我們想得到某一個圖形符號的ASCII碼表的序號時，只需通過單引號將那個字符括起來即可，如：'A'，其效果和65是一樣的。當要使用不止一個字符時，則用雙引號將多個字符括起來，也就是所謂的字符串了，如："ABC"。因此字符串就是多個字符連起來而已。但根據(jù)前面的說明易發(fā)現(xiàn)，字符串也需要映射成數(shù)字，但它的映射就不像字符那么簡單可以通過查表就搞定的，對于此，將在后續(xù)文章中對數(shù)組作過介紹后再說明。
操作符

電腦的基本是數(shù)字，那么電腦的所有操作都是改變數(shù)字，因此很正常地C++提供了操作數(shù)字的一些基本操作，稱作操作符（Operator），如：+ - * / 等。任何操作符都要返回一個數(shù)字，稱為操作符的返回值，因此操作符就是操作數(shù)字并返回數(shù)字的符號。作為一般性地分類，按操作符同時作用的數(shù)字個數(shù)分為一元、二元和三元操作符。
一元操作符有：








+ 

其后接數(shù)字，原封不動地返回后接的數(shù)字。如： +4.4f的返回值是4.4；+-9.3f的返回值是-9.3。完全是出于語義的需要，如表示此數(shù)為正數(shù)。 




- 

其后接數(shù)字，將后接的數(shù)字的符號取反。如： -34.4f的返回值是-34.4；-(-54)的返回值是54。用于表示負數(shù)。 




! 

其后接數(shù)字，邏輯取反后接的數(shù)字。邏輯值就是“真”或“假”，為了用數(shù)字表示邏輯值，在 C++中規(guī)定，非零值即為邏輯真，而零則為邏輯假。因此3、43.4、'A'都表示邏輯真，而0則表示邏輯假。邏輯值被應(yīng)用于后續(xù)的判斷及循環(huán)語句中。而邏輯取反就是先判斷“!”后面接的數(shù)字是邏輯真還是邏輯假，然后再將相應(yīng)值取反。如：
!5的返回值是0，因為先由5非零而知是邏輯真，然后取反得邏輯假，故最后返回0。
!!345.4的返回值是1，先因345.4非零得邏輯真，取反后得邏輯假，再取反得邏輯真。雖然只要非零就是邏輯真，但作為編譯器返回的邏輯真，其一律使用1來代表邏輯真。 




~ 

其后接數(shù)字，取反后接的數(shù)字。取反是邏輯中定義的操作，不能應(yīng)用于數(shù)字。為了對數(shù)字應(yīng)用取反操作，電腦中將數(shù)字用二進制表示，然后對數(shù)字的每一位進行取反操作（因為二進制數(shù)的每一位都只能為1或0，正好符合邏輯的真和假）。如~123的返回值就為-124。先將123轉(zhuǎn)成二進制數(shù)01111011，然后各位取反得10000100，最后得-124。
這里的問題就是為什么是8位而不是16位二進制數(shù)。因為123小于128，被定位為char類型，故為8位（關(guān)于char是什么將下篇介紹）。如果是~123ul，則返回值為4294967172。