情報処理II

情報処理Ⅱ
２００５年１０月２８日（金）
本日学ぶこと

演算子(Operator)




+, -, =, %, ++ ，&& ，||， == など
C言語ではどんな演算子が使用できるか？
演算子間の優先順位はどうなっているか？
• 例: 1 + 2 * 3 と書けば，(1 + 2) * 3 ではなく
1 + (2 * 3) と解釈される．このとき，* は + よりも
優先順位が高いという．
問題

整数が与えられたとき，そのビットパターンを出力できる？
• 例: (char)40 のビットパターンは，00101000
• int型やlong型，float型のビットパターンは？
2
用語説明

演算対象をオペランド(operand)という．


「left value」の略
代入できるオブジェクトを左辺値(lvalue)という．


y = x + 1; のとき，
x と 1 は，演算子 + のオペランド
y と x + 1 は，演算子 = のオペランド
例： p = (++q) + 1; としたときの p と q
演算子を適用して値を得ることを評価という．

例： if (x = 3) {...} としたとき，xに3が代入されると
ともに，ifの条件は真となる．
3
演算子のすべて
1. 関数呼び出し( )，配列の添字[ ]，構造体のメンバ参照（., ->）
2. 単項演算子(!, 単項*, ++, 単項+, sizeof, キャストなど)
3. 乗除(2項*, /, %)
4. 加減算(2項+, 2項-)
5. シフト(<<, >>)
6. 関係(<, >, <=, >=)
7. 関係(==, !=)
8. ビット演算(&)
9. ビット演算(^)
10. ビット演算(|)
11. 論理演算(&&)
12. 論理演算(||)
13. 3項演算子(? :)
14. 代入演算子(=, +=など)
15. コンマ(,)
高い
優
先
順
位
低い
優先順位を変えたければ，( )で囲む．( )が何重にもなることがある．{ }や[ ]は，
この目的で使用できない．

4
２項演算子





アスタリスク
加減算演算子: +, スラッシュ
乗除演算子(1): *, /
乗除演算子(2): % （剰余を求める．オペランドは整数）
関係演算子: <, >, <=, >=, ==, !=
暗黙の型変換が起こる場合を除き，オペランドは同一の型で
なければならない．




○
×
○
○
if
if
if
if
(2 == 3.14) …
('a' == "abc") …
(0x61 == 'a') …
("abc" == "def") …
5
単項演算子



増分演算子，減分演算子: ++, -正負の符号: +, sizeof演算子: sizeof



sizeof(char) は 1
char x; に対して sizeof(x) も 1
キャスト演算子: (型名)



実数型やポインタ型の変
数もオペランドにできる．
オペランドは変数名，式
もしくは型名．
慣習として ( ) をつけるが，
関数呼び出しではない．
( ) は必須
1/3 は 0
(float)1/3 は 0.333…
(float)(1/3) は 0.0
6
単項演算子：注意点


原則として，オペランドの前（左）につける．
増分演算子と減分演算子はオペランドの後ろにつけることも
できるが，前につけるのと意味が異なる．



x = --y; ⇒ 「y = y - 1; x = y;」と同じ（減分を先
に評価）．
x = y--; ⇒ 「x = y; y = y - 1;」と同じ（減分を後
で評価）．(x = y)--; ではない．
増分演算子と減分演算子のオペランドは，左辺値であり，か
つ算術型またはポインタ型でなければならない．
7
代入演算子

=, +=, -=, *=, /=, %= など


左側のオペランドは左辺値でなければならない．


x + 1 = y; はNG．
右から左に結合する．


x 記号= y; は，x = x 記号 y; と同じ．
x += y = z + 2; ⇒ y = z + 2; x += y; と同じ
左辺値に格納される値を演算結果とする．暗黙の型変換に
注意．

double d; int x; に対して
x = d = 1./3.; ⇒ d = 0.333…; x = 0; と同じ
d = x = 1./3.; ⇒ x = 0; d = 0.0; と同じ
8
ビットパターン出力プログラム：準備

対象（入力）は，unsigned char型の値


簡単のため
ビット長が分かれば，他の整数型にも容易に拡張可能
x=40 …
0
0
1
0
1
0
0
0
9
ビットパターン出力プログラム（１）


検査方法
xは，２倍してから，
桁あふれを取り除く．
x: 0
0
1
0
1
0
0
0
x>=128は偽 ⇒ 0を出力
x: 0
1
0
1
0
0
0
0
x>=128は偽 ⇒ 0を出力
x: 1
0
1
0
0
0
0
0
x>=128は真 ⇒ 1を出力
x: 0
1
0
0
0
0
0
0
x>=128は偽 ⇒ 0を出力
0
0
0
x>=128は偽 ⇒ 0を出力
…
x: 0
0
0
0
0
10
論理演算子





AND: && （2項演算子）
OR: || （2項演算子）
NOT: ! （単項演算子）
優先順位は ! > && > ||
真偽とCでの表現





int a[10];
…
if (x >= 0 && x < 10 && a[x] == y)
とすると，x<0 や x≧10のときは
a[x] == y を評価しない．
真: 0以外に評価される値
偽: 0に評価される値
例: 1 && 2は真（具体的には，1）である．
&& の左を偽と評価すれば，右は評価しない．
|| の左を真と評価すれば，右は評価しない．
11
論理演算
x


y
x && y
x || y
x
!x
真真
1
1
真
0
偽真
0
1
偽
1
真偽
0
1
偽偽
0
0
偽：整数型なら0，浮動小数点型なら0.0，ポインタ型なら
NULLと等しくなる値．
真：偽でないスカラ型（整数型，浮動小数点型もしくはポイン
タ型）の値．
12
ビット演算子

整数値をビット(0と1)の並びとみなし，ビット単位
(bitwise)で演算を行う．







ビット単位AND: & （２項演算子）
ビット単位OR: | （２項演算子）
ビット単位XOR: ^ （２項演算子）
ビット単位NOT: ~ （単項演算子）
例: 1 & 2 は0である．
優先順位は ~ > & > ^ > |
代入演算子 &=, |=, ^= も利用可能．
13
ビット演算


x
y
x&y
x|y
x^y
x
~x
1
1
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
ビット単位の演算結果であることに注意．
0 ^ 1 = 1 ^ 0 = 1 （相補律）
1 ^ 1 = 0 （ビットの反転），
x ^ x = 0 （ビットのクリア）が成り立つ．
14
ビット演算子の利用例

一部のビットを0にする．


一部のビットを1にする．


x & 0x0f : 00000011
x | 0x0f : 00101111
x ^ 0x0f : 00101100
char x = 0x23; のとき x ^ 0x0f は
0x2c，x ^ 0xf0 は0xd3．
全部のビットを反転する．

0x0f : 00001111
char x = 0x23; のとき x | 0x0f は
0x2f，x | 0xf0 は0xf3．
一部のビットを反転する．


char x = 35; のとき x & 0x0f は
3，x & 0xf0 は32．
x=35 : 00100011
~x : 11011100
x = ~x; とすればよい．
15
シフト演算子

整数値をビットの並びとみなす．



いずれも2項演算子で，左は整数値，右はシフトするビット数
（0以上の整数値）．





左シフト: <<
右シフト: >>
5 << 3 は 40
m << n は m×2n
m >> n は m×2-n
5
→ 00000101 ← 40 >> 3
5 << 3 → 00101000 ← 40
負の数を右シフトしたときの結果は処理系依存．
代入演算子 <<=, >>= も利用可能．
16
ビットパターン出力プログラム（２）

検査方法
x: 0
0
1
0
1
0
0
0
bの初期値は，1 << 7
 bの「増分」は，b >>= 1
 xの値は変化しない
b: 1
0
0
0
0
0
0
0
x & bは0 ⇒ 0を出力
b: 0
1
0
0
0
0
0
0
x & bは0 ⇒ 0を出力
b: 0
0
1
0
0
0
0
0
x & bは非0 ⇒ 1を出力
0
0
1
x & bは0 ⇒ 0を出力

…
b: 0
0
0
0
0
17
３項演算子

オペランド1 ? オペランド2 : オペランド3



例: t = (a > b) ? a : b; ⇒
if (a > b) t = a; else t = b;
演算結果は左辺値ではない



まずオペランド1を評価する．それが真であればオペランド2を，
偽であればオペランド3を評価して，その値を演算結果とする．
× a > b ? a : b = 10;
○ *(a > b ? a : b) = 10;
a, bはポインタ変数
3項演算子の入れ子も可能だが，読みにくい
18
その他の演算子



関数呼び出し: ( )
配列の添字: [ ]
コンマ演算子: ,

例: for (i = 0, p = function(p[i], 1); i <
10; i++)
これらは構文の一部であり，演算子ではない．
19
代入の順序について

オペランドの評価順序は，特に明記したものを除いて，不定
（処理系依存）である．式の中で同一のオブジェクトに２つ以
上の代入をしないよう心がける．


例: x=2; printf("%d %d", ++x, ++x); の出力は
「3 4」かもしれないし，「4 3」かもしれない．
例： x % 2 ? (x = x * 3 + 1) : (x /= 2); は意
図通りに動作する（が，if文で書くほうが自然）．
20
まとめ



Cでは多彩な演算子が利用できる．いくつかは数学の記号に
近く，いくつかはC独特である．
演算子ごとに「優先順位」と「結合の方向」が決まっている．
真偽の扱い，評価されない式にも注意する．
21

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