Objective-C的算术表达式 .

在Objective-C中，事实上与所有的程序设计语言一样，在两个数相加时使用加号（+），在两个数相减时使用减号（-），在两个数相乘时使用乘号（*），在两个数相除时使用除号（/）。这些运算符称为二元算术运算符，因为它们运算两个值或项。

运算符的优先级

你已经看到如何在Objective-C中执行简单的运算，例如，加法。下面的程序进一步说明了减法、乘法和除法运算。在程序中执行的最后两个运算引入了一个概念，即一个运算符比另一个运算符有更高的优先级。事实上，Objective-C中的每一个运算符都有与之相关的优先级。

优先级用于确定包含多个运算符的表达式如何求值：优先级较高的运算符首先求值。如果表达式包含优先级相同的运算符，可按照从左到右或从右到左的方向来求值，具体按哪个方向求值取决于运算符。这就是通常所说的运算符结合性。

代码清单4-2

//说明各种算术运算符的用法

 

#import <Foundation/Foundation.h>

 

int main (int argc, char *argv[])

{

  @autoreleasepool {

     int  a = 100;

     int  b = 2;

     int  c = 25;

     int  d = 4;

     int  result;

 

     result = a - b;     //减法

     NSLog (@"a - b = %i", result);

 

     result = b * c;     //乘法

     NSLog (@"b * c = %i", result);

 

     result = a / c;     //除法

     NSLog (@"a / c = %i", result);

 

     result = a + b * c; //优先级

     NSLog (@"a + b * c = %i", result);

 

     NSLog (@"a * b + c * d = %i", a * b + c * d);

  }

 return 0;

}

 

代码清单4-2 输出

a - b = 98

b * c = 50

a / c = 4

a + b * c = 150

a * b + c * d = 300

 

在声明整型变量a、b、c、d及result之后，程序将a减b的结果指派给result，然后用恰当的NSLog调用来显示它的值。

下一条语句

result = b * c;

将b的值和c的值相乘并将其结果存储到result中。然后用NSLog调用来显示这个乘法的结果。到目前为止，你应该很熟悉该过程了。

之后的程序语句引入了除法运算符——斜杠（/）。100除以25得到4，可用NSLog语句在a除以c之后立即显示。

在某些计算机系统中，尝试用一个整数除以0将导致程序异常终止或出现异常。即使程序没有异常终止，执行这样的除法所得的结果也毫无意义。在第6章“选择结构”中，将看到如何在执行除法运算之前检验除数是否为0。如果除数为0，可采用适当的操作来避免除法运算。

表达式

a + b * c

不会产生结果2550（即102×25）；相反，相应的NSLog语句显示的结果为150。这是因为Objective-C与其他大多数程序设计语言一样，对于表达式中多重运算或项的顺序有自己的规则。通常情况下，表达式的计算按从左到右的顺序执行。然而，为乘法和除法运算指定的优先级比加法和减法的优先级要高。因此，Objective-C认为表达式

a + b * c

等价于

a + (b * c)

（如果采用基本的代数规则，那么该表达式的计算方式是相同的。）

如果要改变表达式中项的计算顺序，可使用圆括号。事实上，前面列出的表达式是相当合法的Objective-C表达式。这样，可用表达式

result = a + (b * c);

替换代码清单4-2中的表达式，也可以获得同样的结果。然而，如果用表达式

result = (a + b) * c;

来替换，则赋给result的值将是2550，因为要首先将a的值（100）和b的值（2）相加，然后将结果与c的值（25）相乘。圆括号也可以嵌套，在这种情况下，表达式的计算要从最里面的一对圆括号依次向外进行。只要确保结束圆括号和开始圆括号的数目相等即可。

从代码清单4-2中的最后一条语句可发现，对NSLog指定表达式作为参数时，无须将该表达式的结果先指派给一个变量，这种做法是完全合法的。表达式

a * b + c * d

可根据以上述规则，按照

(a * b) + (c * d)

即

(100 * 2) + (25 * 4)

来计算。

求出的结果300将传递给NSLog函数。

整数运算和一元负号运算符

代码清单4-3巩固了前面讨论的内容，并引入了整数运算的概念。

代码清单4-3

//更多的算术表达式

 

#import <Foundation/Foundation.h>

 

int main (int argc, char *argv[])

{

  @autoreleasepool {

     int  a = 25;

     int  b = 2;

     float c = 25.0;

     float d = 2.0;

 

     NSLog (@"6 + a / 5 * b = %i", 6 + a / 5 * b);

     NSLog (@"a / b * b = %i", a / b * b);

     NSLog (@"c / d * d = %f", c / d * d);

     NSLog (@"-a = %i", -a);

  }

  return 0;

}

 

代码清单4-3 输出

6 + a / 5 * b = 16

a / b * b = 24

c / d * d = 25.000000

-a = -25

 

前3条语句中，在int和a、b及result的声明之间插入了额外的空格，以便对齐每个变量的声明，使用这种方法书写语句可使程序更容易阅读。还可以注意到，在迄今出现的每个程序中，每个运算符前后都有空格。这种做法同样不是必需的，仅仅是出于美观上的考虑。一般来说，在允许单个空格的任何位置都可以插入额外的空格。如果能使程序更容易阅读，输入空格键的操作还是值得做的。

在代码清单4-3中，第一个NSLog调用中的表达式巩固了运算符优先级的概念。该表达式的计算按以下顺序执行：

（1）因为除法的优先级比加法高，所以先将a的值（25）除以5。该运算将给出中间结果5。

（2）因为乘法的优先级也高于加法，所以随后中间结果（5）将乘以2（即b的值），并获得新的中间结果（10）。

（3）最后计算6加10，并得出最终结果（16）。

第二条NSLog语句引入了一种新误解。你希望a除以b，再乘以b的操作返回a（已经设置为25）。但此操作并不会产生这一结果，在输出显示器上显示的是24。难道计算机在某个地方迷失了方向？如果这样就太不幸了。其实该问题的实际情况是，这个表达式是采用整数运算来求值的。

如果回头看一下变量a和b的声明，你会想起它们都是作为int类型声明的。当包含两个整数的表达式求值时，Objective-C系统都将使用整数运算来执行这个操作。在这种情况下，数字的所有小数部分将丢失。因此，计算a除以b，即25除以2时，得到的中间结果是12，而不是期望的12.5。这个中间结果乘以2，就得到最终结果24。这样，就解释了出现“丢失”数字的情况。

在代码清单4-3的倒数第二个NSLog语句中看到，如果用浮点值代替整数来执行同样的运算，就会获得期望的结果。

决定使用float变量还是int变量应该基于变量的使用目的。如果无须使用任何小数位，就可以使用整型变量。这将使程序更加高效，换言之，它可以在大多数计算机上更快速地执行。另一方面，如果需要精确到小数位，那就很清楚应该选择什么。此时，唯一需要回答的问题是使用float还是double。对此问题的回答取决于使用数据所需的精度以及它们的量级。

在最后一条NSLog语句中，使用了一元负号运算符对变量a的值取负。这个一元运算符是用于单个值的运算符，而二元运算符作用于两个值。负号实际上扮演了一个双重角色；作为二元运算符，它执行两个数相减的操作；作为一元（或单目）运算符，它对一个值取负。

与其他算术运算符相比，一元负号运算符具有更高的优先级，但一元正号运算符（+）除外，一元正号运算符和算术运算符的优先级相同。因此，表达式

c = -a * b;

将执行-a乘以b。

 

 

本文节选自《Objective-C程序设计(第4版)》

电子工业出版社出版

[美]Stephen G. Kochan（斯蒂芬·G·科昌）著

林冀 范俊 朱奕欣 译