C語言中的自加自減運算

【摘 要】C語言中運算符十分豐富，自加運算和自減運算是c語言的教學中的重點和難點，但我們只要在教學中抓住運算的基本定義，通過經典題型分析和適度深入解析，就不難達到熟練應用之目的。

【關鍵詞】運算的定義；經典題型；深度解析

C語言作為一種計算機程序設計語言，它既具有高級語言的特點，又具有匯編語言的特征，編程功能十分強大。C語言定義了豐富的運算，多達40余種，這給c語言的學習帶來了一定的困難。++運算（自加運算）和--運算（自減運算）正是這些運算中極具特點而又非常重要的兩種運算，在教學中，歷來是教學的難點，而關于這方面的系統的講解資料又很難找到，本人在c語言教學中，對++和--運算就教學中碰到的問題，做了一些探索性的研究，現歸納總結，以期與同行共勉。

一、運算的定義

1. ++（自加運算）的定義

++（自加運算）是單目運算，且只能以變量為運算對象，如i++，++a等（i，a為已定義變量），它等效于i=i+1（a=a+1），但是，自加運算又有自己的特點——與其它運算的相關性，雖然對變量i來講，i++與++i沒有什么區別，但當i++和++i還參與其它運算時，i++和++i對整個運算結果的影響是不同的，例如有如下程序段：

int i=1 ，s ；

s=（i++）+1；

printf（“i=%d；s=%d＼n”，i，s）；

其運行結果是：i=2；s=2

若將程序中s=（i++）+1；換為s=（++i）+1；其它不變，其運行結果就會變為：i=2；s=3 ，此處我們可以看到： i++與++i的不同，并不影響i本身的結果，但卻對s的值產生了不同的影響，這是因為系統在處理++i時先對i進行了加1運算，即：i=i+1，然后才參與其它運算，而在執行i++時，現將i的值參與其它運算，然后才給自己加1，所以得到的s的值是不同的，這正是++（自加運算）與眾不同的地方。

2. --（自減運算）的定義

與自加運算類似，--（自減運算）也是單目運算，且只能以變量為運算對象，若i為已定義變量，i的自減運算分為--i和i-- ，兩者對i自身的作用是一樣的，即i=i-1 ，但當它們還參與其它運算時，--i先執行自減1運算，然后以i的值參與其它運算，i--則先以i值參與其它運算，然后對i進行自減1運算。

二、經典題型

下列程序執行后輸出結果是什么？

main（）

{int a=100；

printf（“a++=%d；”，a++）； */①/*

printf（“++a=%d；”，++a）； */②/*

printf（“a--=%d；”，a--）； */③/*

}

當程序執行到①時，輸出表達式a++，由于自加符++后置，故先輸出a的值100，然后a自加1，即執行完①后輸出“a++=100”，a的值是101。

當程序執行到②時，輸出表達式++a，由于自加符++前置，故a先自加1變為102，然后輸出a的值102，即執行完②后輸出“++a=102”，a的值是102。

當程序執行到③時，輸出表達式a--，由于自加符--后置，故先輸出a的值102，然后a自減1，即執行完③后輸出“a--=102”，a的值是101。

綜上所述，程序輸出結果為：

a++=100；++a=102；a--=102

小結：該題目只要深刻領會++（--）運算在運算符前置和后置時，對其參與的其它運算（操作）的處理時機是不同的，前置時先進行自加1（自減1）運算，再進行其它運算（操作），后置時先參與其它運算（操作），再進行自加1（自減1）運算。

三、深度解析

1. 分析下列程序執行后的輸出結果

#include

main（ ）{

int i =1，j=2， p=0，q=0 ；

printf（“%d，%d，%d，%d”， p+i ， j++ ， q+j ，-- i ）； */⑤/*

}

很多同學分析：在程序執行到⑤時 p+i輸出1（0+1=1） ；j++輸出2（j=2），j=2+1=3 ；q+j輸出3（0+3=3）；--i輸出0（1-1=0） 。得到的結果是：1 ，2 ，3 ，0 。然而上機運行的結果卻是：0 ，2 ，2 ，0 ，這是為什么呢？原來，turboC在printf（）函數中，處理表達式列表的順序是從右到左進行的，如果在表達式列表中不包含自加（自減）運算，從哪邊開始處理數據都不會影響運算結果，但是，如果表達式列表中包含了自加（自減）運算，這個“處理數據的順序”就會影響到數據的運算結果。正確的做法是先處理—i，輸出0（1-1=0）；其次是q+j，輸出2（0+2=2）；再次是j++，輸出2（j=2，執行j++后j=3）；最后是p+i，輸出0（0+0=0），處理完畢后按原來順序輸出結果：0，2，2，0 。

結論：turboC在printf（“字符串”，表達式列表）函數中，處理表達式列表的順序是從右到左進行的，如果在表達式列表中包含自加（自減）運算，運算起來就要十分細心。

2.分析如下程序輸出結果：

#include

main（ ）{

int i=5，j=5，p，q；

p=（i--）+（ ++ i）+（i++）； */ ⑥/*

q=（++j）+（ j++）； */ ⑦/*

printf（“%d，%d，%d，%d”，p，q，i，j）；

}

嚴格的講，程序中⑥、⑦中的表達式是不符合C語言語法規范的。盡管如此，但在實際當中，我們仍會經常碰到類似的題目，而且這些題目在機器上運行也會有特定的結果，因此在這里我仍然想探討一下其解法。

筆者經過反復推敲，找到了一種解決這類問題的辦法，并在實際應用中與機器執行的結果符合的很好。

我的思路是：將⑥或⑦中右側表達式的運算分為3類：前置（自加或自減）運算、后置（自加或自減）運算和加（減）法運算，首先要進行的是前置運算，其次執行加（減）法運算，最后執行后置運算。如（i--）+（ ++ i）+（i++），其中中間的自加運算為前置運算，其前后的自減運算和自加運算都是后置運算，首先進行前置運算，即++i，執行后i=5+1=6；然后執行加法運算，即3個i相加；結果為6+6+6=18，最后執行后置運算，即i=6+1-1=6 。所以題目中p=18，i=6。同理（++j）+（ j++）中++j為前置運算，j++為后置運算，先進行前置運算j=5+1=6；然后執行加法運算，即2個j相加6+6=12；最后進行后置運算j=6+1=7 。所以題目中q=12，j=7，程序最后運行結果為：18，12，6，7 。以上方法可擴展到任何含有自加（自減）運算的運算表達式中。

四、結論

當一個表達式中含有多個自加（自減）運算時，可將運算分為前置運算、后置運算和其它運算，按照先執行前置運算，然后執行其它運算，最后執行后置運算的法則，可得到正確的運算結果。

對C語言的教學而言，能讓學生理解到以上的深度，我認為教學的任務就完成了，至于更深層次的研究就是他們以后的事了，希望本文能給廣大C語言教學工作者帶來便利！

參考文獻：

[1] Dennis M. Ritchie等. The C programming Language [M].U.S：Prentice Hall，1988

[2]周查金等. C語言程序設計.北京：高等教育出版社，2000.5