6-2 算术运算符

一元算术运算符

存在两种一元算术运算符：加号（+）和减号（-）。需要提醒的是，一元运算符是仅接受一个操作数的运算符。

Operator	Symbol	Form	Operation
Unary plus	+	+x	Value of x
Unary minus	-	-x	Negation of x

一元减unary minus运算符返回操作数乘以-1的结果。换言之，若x=5，则-x等于-5。

一元加unary plus运算符返回操作数的原始值。换言之，+5等于5，+x等于x。通常无需使用此运算符，因其存在冗余性。该运算符主要为与一元减运算符保持对称性而添加。

为提高可读性，这两个运算符都应紧接在操作数之前（例如 -x，而非 - x）。

请勿将一元减运算符与二元减法运算符混淆，它们使用相同的符号。例如在表达式 x = 5 - -3; 中，第一个减号是二元减法运算符，第二个是一元减运算符。

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二进制算术运算符

共有5个二进制算术运算符。二进制运算符是指同时接受左操作数和右操作数的运算符。

Operator	Symbol	Form	Operation
Addition	+	x + y	x plus y
Subtraction	-	x - y	x minus y
Multiplication	*	x * y	x multiplied by y
Division	/	x / y	x divided by y
Remainder	%	x % y	The remainder of x divided by y

加法、减法和乘法运算符与现实生活中的用法完全一致，没有任何特殊限制。

除法和取余运算需要额外说明。除法将在下文讨论，取余运算则留待下一课讲解。

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整数与浮点数除法

最简便的理解方式是将除法运算符视为具有两种不同的“模式”。

当任一（或两者）操作数为浮点数Floating point division时，除法运算符执行浮点数除法。浮点除法返回浮点数值，且保留小数部分。例如：7.0 / 4 = 1.75，7 / 4.0 = 1.75，7.0 / 4.0 = 1.75。与所有浮点运算相同，此过程中可能产生舍入误差。

若两个操作数均为整数，则除法运算符执行整数除法。整数除法Integer division舍弃小数部分并返回整数值。例如 7 / 4 = 1（因舍弃小数部分），同理 -7 / 4 = -1（因舍弃小数部分）。

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使用static_cast<>对整数进行浮点除法

这引发了一个问题——如果我们有两个整数，想要进行除法运算而不丢失小数部分，该如何实现？

在第4.12节——类型转换与static_cast介绍中，我们展示了如何使用static_cast<>运算符将字符转换为整数，使其以整数形式而非字符形式输出。

同理，我们可使用static_cast<>将整数转换为浮点数，从而实现浮点除法而非整数除法。请看以下代码：

#include <iostream>

int main()
{
    constexpr int x{ 7 };
    constexpr int y{ 4 };

    std::cout << "int / int = " << x / y << '\n';
    std::cout << "double / int = " << static_cast<double>(x) / y << '\n';
    std::cout << "int / double = " << x / static_cast<double>(y) << '\n';
    std::cout << "double / double = " << static_cast<double>(x) / static_cast<double>(y) << '\n';

    return 0;
}

这产生了以下结果：

上述内容说明，如果任一操作数是浮点数，则结果将是浮点除法，而非整数除法。

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除以 0 和 0.0

当除数为 0 时进行整数除法会导致未定义行为，因为结果在数学上是未定义的！

#include <iostream>

int main()
{
	constexpr int apples { 12 };
	std::cout << "You have " << apples << " apples. Enter how many people to divide them between: ";
	int x {};
	std::cin >> x;

	std::cout << "Each person gets " << apples / x << " whole apples.\n"; // apples and x are int, so this is integer division

	return 0;
}

若运行上述程序并输入0，程序很可能崩溃。尽管尝试，这不会损坏您的计算机。

除以浮点数0.0的结果取决于具体实现（即行为由编译器/架构决定）。在支持IEEE754浮点格式的架构上，结果将为NaN或Inf；在其他架构上，结果很可能导致未定义行为。

相关内容
我们在第4.8节——浮点数中讨论了NaN和Inf。

你可以通过运行以下程序并输入0或0.0来查看程序的运行效果：

#include <iostream>

int main()
{
	constexpr int apples { 12 };
	std::cout << "You have " << apples << " apples. Enter how many servings of apples you want: ";

	double d {};
	std::cin >> d;

	std::cout << "Each serving is " << apples / d << " apples.\n"; // d is double, so this is floating point division

	return 0;
}

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算术赋值运算符

Operator	Symbol	Form	Operation
Addition assignment	+=	x += y	Add y to x
Subtraction assignment	-=	x -= y	Subtract y from x
Multiplication assignment	*=	x *= y	Multiply x by y
Division assignment	/=	x /= y	Divide x by y
Remainder assignment	%=	x %= y	Put the remainder of x / y in x

到目前为止，当你需要向变量添加4时，你很可能这样操作：

x = x + 4; // add 4 to existing value of x

这段代码能运行，但略显笨拙，且需要两个运算符才能执行（加法运算符和赋值运算符）。

由于像 x = x + 4 这样的语句非常常见，C++ 为方便起见提供了五个算术赋值运算符。无需编写 x = x + 4，可改写为 x += 4；无需编写 x = x * y，可改写为 x *= y。

因此，上述代码可简化为：

x += 4; // add 4 to existing value of x

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修改运算符与非修改运算符

能够修改其操作数值的运算符通常被称为修改运算符modifying operator。在C++中，大多数运算符属于非修改运算符——它们仅使用操作数进行计算并返回结果值。然而，有两类内置运算符既会修改左操作数（同时返回结果值）：

• 赋值运算符，包括标准赋值运算符（=）、算术赋值运算符（+=、-=、*=、/=、%=）以及位运算赋值运算符（<<=、>>=、&=、|=、^=）。
• 增量与减量运算符（分别是++和--）。这些将在第6.4节——增量/减量运算符及其副作用中讨论。

列表中未包含的运算符包括==、!=、<=和>=，因其为非修改型关系（比较）运算符（=表示“等于”）。这些将在第6.7节——关系运算符与浮点数比较中讨论。

对于进阶读者
重载运算符可被重新定义为与内置运算符不同的行为，这可能包括修改左操作数（即使内置版本不修改）或反之。例如用于输出的重载operator<<运算符会修改其左操作数（输出流对象）。