Арифметичні оператори в С++ / aCode

На цьому уроці ми поговоримо про арифметичні оператори в мові С++.

Зміст:

Унарні арифметичні оператори
Бінарні арифметичні оператори
Ділення цілих чисел і чисел типу з плаваючою крапкою
Використання оператора static_cast в операціях ділення
Ділення з остачею
Від’ємні числа в операціях ділення до C++11
Арифметичні оператори присвоювання
Де оператор піднесення до степеню?
Тест

Унарні арифметичні оператори

Унарні оператори — це ті, які застосовуються тільки до одного операнду. Існують два унарних арифметичних оператори: плюс (+) і мінус (-).

Оператор	Символ	Приклад	Операція
Унарний плюс	+	+x	Значення x
Унарний мінус	−	−x	Від’ємне значення x

Унарний оператор плюс повертає значення операнда. Іншими словами, +5 = 5, +х = х. Унарний плюс вам, швидше за все, не доведеться використовувати. Його здебільшого додали в якості симетрії з унарним оператором мінус. Унарний оператор мінус повертає операнд, помножений на -1. Наприклад, якщо х = 5, то −х = −5.

Обидва цих оператори потрібно розміщувати безпосередньо перед самим операндом, без пробілу (−x, а не − x).

Не слід плутати унарний оператор мінус з бінарним оператором віднімання, хоч вони і використовують один і той же символ. Наприклад, у виразі х = 5 − −3;, перший мінус — це оператор віднімання, а другий — це унарний мінус.

Бінарні арифметичні оператори

Бінарні оператори — це оператори, які застосовуються до двох операндів (зліва і справа). Існує 5 бінарних операторів.

Оператор	Символ	Приклад	Операція
Додавання	+	x + y	x плюс y
Віднімання	−	x − y	x мінус y
Множення	*	x * y	x помножити на y
Ділення	/	x / y	x поділити на y
Ділення з остачею	%	x % y	Остача від ділення x на y

Оператори додавання, віднімання і множення працюють так само, як і в звичайній математиці. А ось ділення і ділення з остачею розглянемо детально.

Ділення цілих чисел і чисел типу з плаваючою крапкою

Оператор ділення має два режими. Якщо обидва операнди є цілими числами, то оператор виконує цілочисельне ділення, тобто будь-який дріб (більше/менше) відкидається і повертається ціле значення без округлення, наприклад, 7 / 4 = 1.

Якщо один або обидва операнди типу з плаваючою крапкою, то тоді виконуватиметься ділення типу з плаваючою крапкою. Тут вже дріб присутній. Наприклад, 7.0 / 3 = 2.333, 7 / 3.0 = 2.333 чи 7.0 / 3.0 = 2.333 генерують один і той же результат.

Спроби виконати ділення на 0 (або на 0.0) стануть причиною збою в вашій програмі, це правило не слід забувати!

Використання оператора static_cast в операціях ділення

На уроці про символьний тип даних char ми вже використовували оператор static_cast для виведення ASCII-символів у вигляді цілих чисел.

Аналогічно, ми можемо використовувати оператор static_cast для конвертації цілого числа в число типу з плаваючою крапкою. Таким чином, замість цілочисельного ділення виконається ділення типу з плаваючою крапкою, наприклад:

#include <iostream>
 
int main()
{
    int x = 7;
    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;
}

#include <iostream>

int main()

{

int x = 7;

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;

}

Результат виконання програми:

int / int = 1 double / int = 1.75 int / double = 1.75 double / double = 1.75

Ділення з остачею

Оператор ділення з остачею (%) працює тільки з цілочисельними операндами і повертає залишок після цілочисельного ділення, наприклад:

Приклад №1: 7 / 4 = 1 з остачею 3, таким чином, 7 % 4 = 3.

Приклад №2: 25 / 7 = 3 з остачею 4, таким чином, 25 % 7 = 4. Залишок становить не дріб, а ціле число.

Приклад №3: 36 % 5 = 7 з остачею 1. В числі 36 тільки 35 ділиться на 5 без залишку, тому 36 − 35 = 1, 1 — це остача і результат.

Даний оператор найчастіше використовують для перевірки ділення без остачі одних чисел на інші. Якщо х % у == 0, то х ділиться на у без остачі.

Наприклад, ми хочемо написати програму, яка виводить числа від 1 до 100 по 20 значень в кожному рядку. Ми можемо використати оператор ділення з остачею для створення розриву рядків. Хоча ми ще не розглядали цикл while, в наступній програмі все максимально просто і зрозуміло:

#include <iostream>
 
int main()
{
    // Змінна count зберігає поточне число для виведення
    int count = 1; // починаємо з 1
 
    // Повторення операції (цикл) до тих пір, поки count не дорівнюватиме 100
    while (count <= 100)
    {
        std::cout << count << " "; // виведення поточного числа
 
        // Якщо count ділиться на 20 без остачі, то вставляємо розрив рядка і продовжуємо з нового рядка
        if (count % 20 == 0)
            std::cout << "\n";
 
        count = count + 1; // переходимо до наступного числа
    } // кінець while
 
    return 0;
} // кінець функції main()

#include <iostream>

int main()

{

// Змінна count зберігає поточне число для виведення

int count = 1; // починаємо з 1

// Повторення операції (цикл) до тих пір, поки count не дорівнюватиме 100

while (count <= 100)

{

std::cout << count << " "; // виведення поточного числа

// Якщо count ділиться на 20 без остачі, то вставляємо розрив рядка і продовжуємо з нового рядка

if (count % 20 == 0)

std::cout << "\n";

count = count + 1; // переходимо до наступного числа

} // кінець while

return 0;

} // кінець функції main()

Результат виконання програми:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

Про while ми ще поговоримо на відповідному уроці.

Від’ємні числа в операціях ділення до C++11

До C++11, якщо будь-який з операндів цілочисельного ділення є від’ємним, то компілятор округлює результат самостійно! Наприклад, результатом −5 / 2 може бути або −3, або −2. Однак більшість сучасних компіляторів округлюють числа в бік нуля (наприклад, в −5 / 2 результатом буде −2). У специфікації C++11 визначили, що компілятор повинен завжди округляти до нуля (або, простіше кажучи, відкидати дріб).

Також до C++11, якщо один з операндів оператора ділення з остачею є від’ємним, то результати можуть бути як додатними, так і від’ємними! Наприклад, результатом −5 % 2 може бути як 1, так і −1. У специфікації C++11 вирішили зробити так, щоб результат операції a % b був того ж знаку, що і значення а.

Арифметичні оператори присвоювання

Оператор	Символ	Приклад	Операція
Присвоювання	=	x = y	Присвоюємо значення y змінній x
Додавання з присвоюванням	+=	x += y	Додаємо y до x
Віднімання з присвоюванням	−=	x −= y	Віднімаємо y від x
Множення з присвоюванням	*=	x *= y	Множимо x на y
Ділення з присвоюванням	/=	x /= y	Ділимо x на y
Ділення з остачею і з присвоюванням	%=	x %= y	Присвоюємо остачу від ділення x на y змінній x

До цього моменту, коли нам потрібно було додати число 5 до певної змінної, ми робили наступне:

x = x + 5;

1	x = x + 5;

Це працює, але потрібно два оператори для виконання.

Оскільки стейтменти типу х = х + 5 є дуже поширеними, то C++ надає 5 арифметичних операторів присвоювання для нашої зручності. Замість х = х + 5, ми можемо записати:

x += 5;

x += 5;

А замість наступного:

x = x * y;

1	x = x * y;

Ми можемо записати:

x *= y;

x *= y;

Де оператор піднесення до степеню?

У мові C++ замість оператора піднесення до степеню є функція pow(), яка знаходиться в заголовку cmath. pow(base, exponent) еквівалентно base^exponent. Варто відзначити, що параметри pow() є типу double, тому ви можете використовувати не тільки цілі числа, а й дробові, наприклад:

#include <iostream>
#include <cmath> // підключаємо pow()
 
int main()
{
    std::cout << "Enter the base: ";
    double base;
    std::cin >> base;
 
    std::cout << "Enter the exponent: ";
    double exp;
    std::cin >> exp;
 
    std::cout << base << "^" << exp << " = " << pow(base, exp) << "\n";
 
    return 0;
}

#include <iostream>

#include <cmath> // підключаємо pow()

int main()

{

std::cout << "Enter the base: ";

double base;

std::cin >> base;

std::cout << "Enter the exponent: ";

double exp;

std::cin >> exp;

std::cout << base << "^" << exp << " = " << pow(base, exp) << "\n";

return 0;

}

Тест

Завдання №1

Обчисліть результат наступного виразу: 6 + 5 * 4 % 3.

Відповідь №1

Оскільки оператори * і % мають більш високий пріоритет, ніж оператор +, то оператор + виконуватиметься останнім. Ми можемо переписати наш вираз наступним чином: 6 + (5 * 4 % 3). Оператори * і % мають однаковий пріоритет, але їх асоціативність зліва направо, тому лівий оператор буде виконуватися першим. Отримуємо: 6 + ((5 * 4) % 3).

6 + ((5 * 4) % 3) = 6 + (20 % 3) = 6 + 2 = 8

Відповідь: 8.

Завдання №2

Напишіть програму, яка просить користувача ввести ціле число, а потім повідомляє, чи є його число парним чи непарним. Напишіть функцію isEven(), яка повертає true, якщо ціле число є парним. Використовуйте оператор ділення з остачею, щоб визначити парність числа.

Підказка: Використовуйте розгалуження if і оператор рівності (==).

Відповідь №2

#include <iostream>
 
bool isEven(int x)
{
    // Якщо x % 2 == 0, то x - парне число
    return (x % 2) == 0;
}
 
int main()
{
    std::cout << "Enter an integer: ";
    int x;
    std::cin >> x;
 
    if (isEven(x))
        std::cout << x << " is even\n";
    else
        std::cout << x << " is odd\n";
 
    return 0;
}

#include <iostream>

bool isEven(int x)

{

// Якщо x % 2 == 0, то x - парне число

return (x % 2) == 0;

}

int main()

{

std::cout << "Enter an integer: ";

int x;

std::cin >> x;

if (isEven(x))

std::cout << x << " is even\n";

else

std::cout << x << " is odd\n";

return 0;

}

Можливо, ви хотіли написати або написали функцію isEven() наступним чином:

bool isEven(int x)
{
    if ((x % 2) == 0)
        return true;
    else
        return false;
}

bool isEven(int x)

{

if ((x % 2) == 0)

return true;

else

return false;

}

Хоча цей спосіб робочий, але він складніший. Подивимося, як його можна спростити. По-перше, давайте “витягнемо” умову if і присвоїмо її окремій змінній типу bool:

bool isEven(int x)
{
    bool isEven = (x % 2) == 0;
    if (isEven) // isEven - true
        return true;
    else // isEven - false
        return false;
}

bool isEven(int x)

{

bool isEven = (x % 2) == 0;

if (isEven) // isEven - true

return true;

else // isEven - false

return false;

}

У вищенаведеному коді, якщо isEven є true, то повертаємо true, в іншому випадку (якщо isEven є false) повертаємо false. Ми ж можемо відразу повертати isEven:

bool isEven(int x)
{
    bool isEven = (x % 2) == 0;
    return isEven;
}

bool isEven(int x)

{

bool isEven = (x % 2) == 0;

return isEven;

}

Оскільки змінна isEven використовується тільки один раз, то ми можемо взагалі її видалити:

bool isEven(int x)
{
    return (x % 2) == 0;
}

bool isEven(int x)

{

return (x % 2) == 0;

}

Оцінити статтю:

(8 оцінок, середня: 5,00 з 5)

Урок №42. Арифметичні оператори

Унарні арифметичні оператори

Бінарні арифметичні оператори

Ділення цілих чисел і чисел типу з плаваючою крапкою

Використання оператора static_cast в операціях ділення

Ділення з остачею

Від’ємні числа в операціях ділення до C++11

Арифметичні оператори присвоювання

Де оператор піднесення до степеню?

Тест

Завдання №1

Завдання №2

Залишити відповідь Скасувати відповідь