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標 題: 星星流講座 0006
發信站: ☆清華電機☆ (Thu May 4 00:29:37 1995)
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星星流講座 0006 C 語言教室
第 2 講 之 3 Arithmetic Operations
Topic: 進階的運算子和數的值域
算術運算中我們常常要做的就是指定 (assignment) 的動作，也就是把等
號右邊的數值指定給等號左邊的數。指定運算子 (assignment operator)
最常用的就是等號 = 。
在 C 語言中，為了方便的因素，增加了許多指定運算子，它們的用法和功能
請看下面的對照表你就很容易可以了解了：
原來的指定運算式 比較簡單的指定運算式
a = a + b; a += b;
a = a - b; a -= b;
a = a * b; a *= b;
a = a / b; a /= b;
a = a % b; a %= b;
請注意的是 += 這類符號中 + 和 = 中間是沒有空格的。
由於我們在程式中常常會用到像 a = a + 1 或 a = a - 1 這種式子，所以 C
特別提供了兩個運算子：遞增運算子 (increment operator) ++ 和遞減運算子
(decrement operator) --。它們的意義如下：
原來的指定運算式 比較簡單的指定運算式
a = a + 1; a++; 或 ++a;
a = a - 1; a--; 或 --a;
你心裡也許有個疑問：++ 放前面 (prefix) 和放後面 (postfix) 有什麼不同？
++a 表示先把 a 加 1，再把 a 丟給取用它的式子； a++ 表示先把 a 丟給
取用它的式子，再把 a 加 1。我們以後講解陣列的時候，會以詳細的例子
提醒各位這個陷阱。
到目前為止我們已經介紹了基本的數值型態，以及和數值運算相關的運算子，現
在我們來看看如何得知數值型態所能表示的範圍：
/* range.c */
#include <stdio.h>
main ()
{
printf ("%d %d %d\n", sizeof (short), sizeof (int), sizeof (long));
printf ("%d %d %d\n", sizeof (float), sizeof (double),\
sizeof (long double));
}
執行結果 (on Sun SPARC 10)
2 4 4
4 8 8
首先說明 sizeof 的意思：sizeof 是一個特別的運算子，它用來傳回某個型態一
共佔掉了記憶體空間多少 byte。像我們的例子中，short 型態佔了 2 bytes，int
型態則佔了 4 bytes ..... 等等。值得注意的是，每種基本的數值資料型態所佔
的 byte 數取決於機器的設計，不同的機器、不同的編譯器均可能導致不同的結果。
我們知道了每種數值資料型態的長度之後，便可以很輕易地求出它的值域了，例如：
型態 長度 (bits) 值域
15 15
signed short 16 -2 ~ +2 - 1 => -32768 ~ +32767
int 32 -214783648 ~ 214783647
unsigned short 16 0 ~ 65535
int 32 0 ~ 4294967295
-38 +38
float 32 ±3.4×10 ~ ±3.4×10
(精確度小數點後 7 位)
-308 +308
double 64 ±1.7×10 ~ ±1.7×10
(精確度小數點後 15 位)
目前幾乎所有的編譯器和電腦硬體都是支援 IEEE 的浮點數標準，所以浮點數都當
成有號數來處理，無號浮點數是沒有意義的。值域的詳細求法請參考計算機結構方
面的書籍，這不是我們研究 C 語言的重點所在 ^_^。
在數值運算中，如果給定的數值超過了變數的數值型態所能表示的範圍，就會產生
溢位 (Overflow)，例如：
short a;
a = 90000; /* overflow */
浮點數運算中，求出來的值太小使得數值不能控制在精確度所能表示的範圍，會產
生缺位 (Underflow)。缺位的情形比較少見。
數值運算除了溢位和缺位之外，還有一種常見的運算錯誤，那就是除以 0 (Divide
by zero)。我們在寫程式的時候要仔細考慮數值運算可不可能發生這三種錯誤，如
果可能那麼必須想辦法在程式中消除它，因為這些錯誤都會觸發電腦的硬體產生錯
誤訊號而直接停掉你的程式，嚴重的話可能導致當機。