上一篇 <一起学习C语言：C语言基本语法(一)> 中，我们了解if语句的语法和不同的应用场景，以及语句块的使用方式。本篇文章中，我们分析逻辑运算符的用法，并通过几个示例分析逻辑运算符之间的执行顺序。
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2. 逻辑运算符
2.1 逻辑运算符用法
2.2 布尔型变量
2.3 逻辑表达式
2.4 逻辑运算符的优先级
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章节内容：
2. 逻辑运算符
部分场景下，一个简单条件已无法满足判断需求时，可以通过对多个简单条件优化，组成复合条件。
【例2.1】 如果今天不上班，并且健身房照常营业，那么我会去健身房锻炼。
这个示例是由两个简单条件组成的复合条件：1. 今天是否上班；2. 健身房是否营业。只有这两个条件都满足时，才去健身房。
2.1 逻辑运算符用法
逻辑运算符分为三种：与(&&)、或(||)、非(!)。参考图2.1-1 逻辑运算符表：
| 逻辑运算符 | 英文名 | 含义 | 相近含义 | 举例 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|
| && | AND | 逻辑与 | 且/而且 | a && b | 如果a和b都为真，则表达式成立，否则表达式不成立 |
| || | OR | 逻辑或 | 或者 | a || b | 如果a或b其中一个为真，则表达式成立，否则表达式不成立 |
| ! | NOR | 逻辑非 | 不等于 | !a | 如果a为假，则!a为真，表达式成立，如果a为真，则!a为假，表达式不成立 |
现在我们分析 【例2.1】：
根据这个例子，我们选择使用“&&”，表示式为：if (今天不上班 && 健身房照常营业)。
表达式成立代码：
int a = 1, b = 1;
if (a == 1 && b == 1)
{
printf(“表达式成立。”);
}
else
{
printf(“表达式不成立。”);
}
【例2.2】 班主任在同学们的提议下组织一次春游活动。如果参团人数达到50人，使用班级费用报销活动费用。如果参团人数少于50人，则由每位参团同学交纳20元钱用于活动费用，如果同学们不愿交纳活动费用，则取消春游活动。
根据这个例子，我们选择使用“||”，表示式为：if (参团人数大于等于50人 || 每位参团同学交纳20元钱)。
表达式不成立代码：
int a = 49, b = 0;
if (a >= 50 || b == 20)
{
printf(“本次春游活动组织成功，同学们可以玩耍一天了。”);
}
else
{
printf(“本次春游组活动织失败，同学们继续上课。”);
}
程序分析：
【例2.1】 和 【例2.2】 实现代码中，我们分别使用了与、或运算符，并通过对变量值修改，制造出表达式成立和表达值不成立两种情况。在实际编程中，我们需要考虑更多的因素，比如：数据是否异常、数据值范围不明确、运算符的优先级等问题。
逻辑与、或运算符分析：
“&&”、“||”属于双目运算符，它需要有两个运算对象，比如： (a != 0) && (b != 0) ，(a != 0) || (a > b)。“&&”和“||”的执行顺序都是从左向右，即先判断左侧条件，然后判断右侧条件。
现在，我们还没有讲述“!”运算符，别着急！我们先了解一个新的变量，参考这个变量更容易理解。
2.2 布尔型变量
在C99标准中，增加了一种称作“逻辑型”的单字节数据类型，一般叫做布尔型。布尔型的原型是_Bool关键字，定义在<stdbool.h>文件中，程序中一般使用它的宏定义bool。bool类型拥有两个符号常量true和false，true代表1，false代表0，程序中用它们表示真和假。
布尔型在程序可以这么用：
int a = 1, b = 2;
bool c = a < b; //关系赋值
或 bool a = true, b = false; //直接赋值
【2.3】 班主任在同学们的提议下组织一次春游活动。如果参团人数少于50人，使用班级费用报销活动费用。如果参团人数达到50人，则由每位参团同学交纳20元钱用于活动费用，如果同学们不愿交纳活动费用，则取消春游活动。
（1） 根据这个例子，我们选择使用“!”，表示式为：if (!(参团人数大于等于50人 || 每位参团同学交纳20元钱))。
表达式成立代码：
int a = 20, b = 0;
if (!(a >= 50 || b == 20))
{
printf(“本次春游活动组织成功，同学们可以玩耍一天了。”);
}
else
{
printf(“本次春游组活动织失败，同学们继续上课。”);
}
（2） 现在使用bool对象编写if语句，表示式为：if (!c)。
表达式不成立代码：
int a = 50, b = 0;
bool c = a >= 50 || b == 20;
if (!c)
{
printf(“本次春游活动组织成功，同学们可以玩耍一天了。”);
}
else
{
printf(“本次春游组活动织失败，同学们继续上课。”);
}
程序分析：
【例2.3】 我们编写两种实现代码：(1)采用“!”和“||”两种逻辑运算符组合编写，这种方式需要我们理解不同逻辑运算符之间的优先级关系，稍有不慎就会得到意料之外的结果。(2)采用“!”和布尔型对象组合编写，这种方式可以让我们更容易分析判断逻辑，但在实际编程中，使用第一种(1)方式更直观一些。
实现代码(1)和(2)表达的意思相同，首先运算出逻辑或表达的值，然后通过“!”运算取反结果，即1取反为0,0取反为1。
逻辑非运算符分析：
“!”属于单目运算符，它要求有一个运算对象，比如：!a，!(a > b)。“!”的执行顺序是从右向做，即先判断右侧条件，然后结果取反，即“真”为“假”，“假”为“真”。
2.3 逻辑表达式
由逻辑运算符“控制”运算结果的表达式，称为逻辑表达式。逻辑表达式的结果由数字1或数字0，即“真”或“假”表示，结果为“真”时，即表达式成立，结果为“假”时，即表达式不成立。而在一个条件中，“假”由0表示，而“真”由非0值表示，比如：
- !(条件)：
| 形式 | 描述 | 非运算形式 | 结果 |
|---|---|---|---|
| !-2，!2，!(a = -2) | 条件得到的都是非0值，由“真”表示。 | !真 | “假”，即0。 |
| !0，!(a = 0) | 条件得到的值都为0，由“假”表示。 | !假 | “真”，即1。 |
- 条件1 && 条件2：
| 形式 | 描述 | 与运算形式 | 结果 |
|---|---|---|---|
| 0 && (a = -2) | 它的条件1得到的值为0，即“假”，直接可以得出“&&”运算结果。 | 假 && 不需要运算 | “假”，即0。 |
| (a = 2) && 0 | 它的条件1中，首先变量a赋值为2，得到条件值为2，即“真”。它的条件2得到的值为0，即“假”。 | 真 && 假 | “假”，即0。 |
| (a = 2) && (b = -2) | 它的条件1中，首先变量a赋值为2，得到条件值为2，即“真”。它的条件2中，首先变量b赋值为-2，得到条件值为-2，即“真”。 | 真 && 真 | “真”，即1。 |
- 条件1 || 条件2
| 形式 | 描述 | 或运算形式 | 结果 |
|---|---|---|---|
| 2 || (a = 0) | 它的条件1得到的值为2，即“真”，直接可以得出“||”运算结果。 | 真 || 不需要运算 | “真”，即1。 |
| 0 && (a = -2) | 它的条件1得到的值为0，即“假”。它的条件2中，首先变量a赋值为-2，得到条件值为-2，即“真”。 | 假 && 真 | “真”，即1。 |
| 0 && 0 | 它的条件1和条件2得到的值都为0，即都为“假”。 | 假 && 假 | “假”，即0。 |
2.4 逻辑运算符的优先级
在一个逻辑表达式中，可以包含多个逻辑运算符，比如：!(a != 0) && (a > 2) || (b == 0)。这时候，需要我们了解每个逻辑运算符的优先顺序，才能设计出我们需要的表达式。下面我们编写个示例，分析出它们之间的执行顺序。
【例2.4】 通过“!(a != 0) && (a > 2) || (b == 0)”表达式分析出“！”、“&&”和“||”之间的执行顺序。
根据不同逻辑运算符的特性，我们可以把示例中的表达式分成多个部分单独运算：
【部分1】 通过“&&”运算符编写出结果为“真”的表达式：
int a = 20;
if ((a != 0) && (a > 2))
{
printf(“表达式成立。”);
}
else
{
printf(“表达式不成立。”);
}
【部分1】 执行结果：
输出：“表达式成立。”。
【部分2】 在部分1的实现代码中，分别在表达式左侧和右侧判断条件前增加“！”运算符，并输出结果：
【部分2.1】 左侧增加“！”运算符：
int a = 20;
if (!(a != 0) && (a > 2))
{
printf(“表达式成立。”);
}
else
{
printf(“表达式不成立。”);
}
【部分2.1】 执行结果：
输出结果为：“表达式不成立。”。
【部分2.2】 右侧增加“！”运算符：
int a = 20;
if ((a != 0) && !(a > 2))
{
printf(“表达式成立。”);
}
else
{
printf(“表达式不成立。”);
}
【部分2.2】 执行结果：
输出结果为：“表达式不成立。”。
【部分2】 执行分析：
| 示例原型 | 运算表达式 | 结果 |
|---|---|---|
| (a != 0) && (a > 2) | 真 && 真 | “真”，即1。 |
| !(a != 0) && (a > 2) | 假 && 真 | “假”，即0。 |
| (a != 0) && !(a > 2) | 真 && 假 | “假”，即0。 |
【部分2】 实现代码，在“与”表达式成立的基础上，分别在左侧和右侧条件前增加“非”运算符，值都为“假”。可以推算出“与”的优先级低于“非”，即“!”->“&&”。
接下来计算“与”和“或”之间的执行顺序，如果“与”的优先级高于“或”，那么不用再继续判断，即可得出结论。
【部分3】 在部分1的实现代码中，分别在表达式左侧和右侧判断条件增加“||”运算符和条件，并输出结果：
【部分3.1】 左侧增加“||”运算符和条件：
int a = 20, b = 0;
if ((b == 0) || (a != 0) && (a < 20))
{
printf(“表达式成立。”);
}
else
{
printf(“表达式不成立。”);
}
【部分3.1】 执行结果：
输出结果为：“表达式成立。”。
【部分3.1】 执行分析：
这个示例比较烧脑，我们分析一下它的执行思路。
如果程序先执行“(b == 0) || (a != 0)”这部分，得到结果为“真”， (a < 20)得到的结果为“假”，可以得到“与”表达式“真 && 假”，示例结果为“假”，表达式不成立。
但实际结果为“真”，只能先执行“与”表达式，得到结果为“假”，然后执行“或”表达式“真 || 假”，示例结果为“真”，表达式成立。
【部分3.2】 右侧增加“||”运算符和条件：
int a = 20, b = 0;
if ((a < 0) && (a > 2) || (b == 0))
{
printf(“表达式成立。”);
}
else
{
printf(“表达式不成立。”);
}
【部分3.2】 执行结果：
输出结果为：“表达式成立。”。
【部分3.2】 执行分析：
如果程序先执行“(a > 2) || (b == 0)”这部分，得到结果为“真”，(a < 0)得到的结果为“假”，可以得到“与”表达式“假 && 真”，示例结果为“假”，表达式不成立。
但这里的实际结果也为“真”，只能先执行“与”表达式，得到结果为“假”，然后执行“或”表达式“假 || 真”，示例结果为“真”，表达式成立。
【部分3】 执行分析：
| 示例原型 | 运算表达式 | 结果 |
|---|---|---|
| (a != 0) && (a > 2) | 真 && 真 | “真”，即1。 |
| (b == 0) || (a != 0) && (a < 20) | 真 || (真 && 假) | “真”，即1。 |
| (a < 0) && (a > 2) || (b == 0) | (假 && 真) || 真 | “真”，即1。 |
部分3实现代码，在“与”表达式成立的基础上，分别在左侧和右侧条件增加“或”运算符和条件，值都为“真”。可以推算出“与”的优先级高于“或”，即“&&”->“||”。
程序分析：
【例2.4】 我们通过三部分表达出了逻辑运算符之间的关系，首先通过“与”运算符和“非”运算符比较，得出“非”的优先级高于“与”，然后通过“与”运算符和“或”运算符比较，得出“与”的优先级高于“或”的结论。
“与”、“或”、“非”，之间的优先级关系为：“非”高于“与”，“与”高于“或”，即“!” ->“&&” ->“||”。
实际编程中，在我们不清楚运算符之间的优先级时，可以通过小括号进行代码保护，比如：!( (a < 0) && ( (a > 2) || (b == 0) ) )。
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