🧠 运算符:编程的“动词”

各位未来的计算机科学家,大家好!欢迎来到运算符这一核心章节。别担心,“运算符”这个词听起来可能有些深奥;其实,它们只是我们用来在代码中执行操作、计算或进行比较的符号。它们就像是“动词”,告诉计算机该做些什么!

理解运算符至关重要,因为它们能让你编写复杂的方程式、控制程序流程(比如做判断),并处理数据。只要你能掌握这一章,你就离编写出强大的算法不远了!让我们马上开始吧!


第一节:算术运算符(进行数学运算)

算术运算符是用于数学计算的符号。虽然它们看起来非常眼熟,但我们有两个特殊的“小伙伴”——MOD 和 DIV,它们是编程中特有的。

基本算术运算符

这些符号就像计算器上的功能键一样简单:

  • + : 加法(例如:5 + 3 结果为 8)
  • - : 减法(例如:10 - 2 结果为 8)
  • * : 乘法(例如:4 * 4 结果为 16)
  • / : 实数除法(例如:10 / 3 结果为 3.333...)
特殊运算符:DIV 和 MOD

这两个运算符专门用于处理整数。它们能帮助我们计算一个数里包含了多少个另一个数,以及剩下的余数是多少。

类比:想象一下要把 17 片披萨分给 5 个人吃。

  1. DIV(整除)
  2. DIV 用于寻找商的整数部分(即除法的结果,忽略余数)。
    例子: 17 DIV 5 = 3
    (每个人可以得到 3 片完整的披萨。)

  3. MOD(求余/取模)
  4. MOD 用于寻找除法后的余数。它告诉你剩下的部分是多少。
    例子: 17 MOD 5 = 2
    (还剩下 2 片披萨。)
    你知道吗? MOD 在判断奇偶数时超级有用!如果 X MOD 2 等于 0,那么数字 X 就是偶数。

算术运算要点总结: 你需要熟练掌握 +, -, *, /,并特别注意理解 DIV(取整)和 MOD(取余)之间的区别。

第二节:关系运算符(进行比较)

关系运算符,也称为比较运算符,用于比较两个值。它们会提出关于两个事物之间关系的问题。

例子:变量 A 是否大于变量 B?

任何关系运算的结果始终是一个布尔值(Boolean)——也就是说,答案要么是 TRUE(真),要么是 FALSE(假)

关系运算符列表
运算符 含义 例子(结果)
=== 等于 5 == 5 (TRUE)
<>!= 不等于 10 != 5 (TRUE)
> 大于 7 > 3 (TRUE)
< 小于 1 < 0 (FALSE)
>= 大于等于 8 >= 8 (TRUE)
<= 小于等于 4 <= 10 (TRUE)
🚨 常见错误警示!

在编程中,我们经常使用单个等号 (=) 进行赋值(存储一个值,例如 A = 5)。我们使用双等号 (==) 或 =(取决于伪代码标准)进行比较(检查两个事物是否相等,例如 A == 5)。

请务必确认你的考试大纲使用哪个符号来表示比较!在本课程中,你应该熟悉 === 用于相等判断,以及 <>!= 用于不等判断。

关系运算要点总结: 这些运算符比较两个事物,最终结果始终是 TRUEFALSE

第三节:逻辑(布尔)运算符(进行决策)

逻辑运算符允许我们将多个关系条件(TRUE/FALSE)组合成一个单一的、更大的条件。它们对于在程序中创建复杂的决策(比如在 IF 语句中)至关重要。

三个主要的逻辑运算符是 AND(与)OR(或)NOT(非)

1. AND 运算符

AND 运算符要求所有条件都为 TRUE,最终结果才为 TRUE。如果其中有一个条件为 FALSE,整个语句就是 FALSE。

类比:要通过驾照考试,你必须通过理论考试 AND 必须通过路考。如果其中任何一项不及格,你就没通过整个考试。

AND 真值表
条件 A 条件 B A AND B
TRUETRUETRUE
TRUEFALSEFALSE
FALSETRUEFALSE
FALSEFALSEFALSE
2. OR 运算符

OR 运算符要求至少有一个条件为 TRUE,最终结果就为 TRUE。只有在所有条件都为 FALSE 时,OR 语句的结果才为 FALSE。

类比:要进入电影院,你必须有票 OR 必须有员工证。只要你拥有其中之一(或两者都有),你就能进去。

OR 真值表
条件 A 条件 B A OR B
TRUETRUETRUE
TRUEFALSETRUE
FALSETRUETRUE
FALSEFALSEFALSE
3. NOT 运算符

NOT 运算符简单地反转或否定条件。它将 TRUE 变为 FALSE,将 FALSE 变为 TRUE。

例子: 如果 isRaining(正在下雨)为 TRUE,那么 NOT isRaining 就是 FALSE。

NOT 真值表
条件 A NOT A
TRUEFALSE
FALSETRUE
逻辑运算要点总结: AND 很严格(需要全部为 TRUE),OR 很灵活(至少有一个 TRUE 即可),NOT 则会翻转结果。

第四节:运算符优先级(运算顺序)

如果一行代码中混用了算术运算符、比较运算符和逻辑运算符,会发生什么呢?

就像在数学中使用 BODMAS(括号、阶乘、除法/乘法、加法/减法)一样,计算机程序也遵循一种特定的顺序,称为运算符优先级

如果不遵循这个顺序,程序计算出的结果就会出错!

优先级层级(由高到低)

计算机按照特定的顺序执行计算。排在越上面的优先级越高,越先执行:

  1. ( ) 括号(始终最先计算,以强制确定优先级)
  2. NOT(逻辑非)
  3. 算术运算符 (* / DIV MOD + -)
  4. 关系/比较运算符 (=, <>, <, >, <=, >=)
  5. AND(逻辑与)
  6. OR(逻辑或)
优先级计算步骤示例

让我们来评估这个表达式(设 X = 5,Y = 10):
(X * 2 > Y) OR (Y - 5 == X)

  1. 第一步:括号 ( ) - 计算第一个括号内的表达式:
  2. X * 2 (5 * 2) = 10。
    此时表达式变为:(10 > Y) OR (Y - 5 == X)

  3. 第二步:括号 ( ) - 计算第二个括号内的算术:
  4. Y - 5 (10 - 5) = 5。
    此时表达式变为:(10 > Y) OR (5 == X)

  5. 第三步:关系运算符(在括号内) - 评估比较:
  6. 第一个比较:10 > Y (10 > 10) 结果为 FALSE
    第二个比较:5 == X (5 == 5) 结果为 TRUE
    此时表达式变为:FALSE OR TRUE

  7. 第四步:OR 运算符 - 计算最终的逻辑运算符:
  8. FALSE OR TRUE 结果为 TRUE

整个表达式的最终结果为 TRUE

🧠 记忆小窍门!

不用急着把整张表背下来。记住这个流程:
1. Brackets(括号)优先!
2. NOT(非)紧随其后(它是单一翻转,所以优先级很高)。
3. Arithmetic(算术运算 - 核心数学)
4. Relational/Comparison(关系/比较运算 - 结果是 TRUE/FALSE)
5. Logical(逻辑运算 - 先 AND 后 OR)

优先级要点总结: 如果不确定顺序,请始终使用括号 () 来人为控制顺序。如果不使用括号,计算机会遵循优先级:NOT > 算术 > 比较 > 逻辑(先 AND 后 OR)。

你已经掌握了计算机计算的核心构件!继续练习 DIV 和 MOD 的用法,并尝试为逻辑运算符画出真值表。干得漂亮!