Operandusok és operátorok

A kifejezést felépítő operandusok lehetnek:

• literálok
• változók
• függvényhívások

A literálok típusát implicit módon határozza meg a fordító (következtet az alakjából, ’meg sejti’).
A változók, függvények típusát a program szövegében az adott deklarációba bele kell írni, így ezen elemek típusa explicit módon ismert.
A kifejezés kiértékelése lépésről-lépésre zajlik, ’belülről-kifele’. A legutolsó operátor kiértékelésének eredménye határozza meg a kifejezés értékét, és típusát.
Az operátorok határozzák meg, hogy az operandusok értékeivel milyen műveleteket kell elvégezni.

Operátorok csoportosítása

Az operátorok operandusaik száma szerint lehetnek:

• egyoperandusú (unáris), pl. a negatív előjel, vagy a logikai tagadás
• kétoprandusú (bináris), pl. az összeadás
• háromoperandusú, egyetlen ilyen van, a ?: operátor

Az egyoperandusú operátor az operandusa előtt szerepel, pl.
char b = !a;
A kétoperandusú operátorok minden esetben infix operátorok, vagyis a két operandus között állnak. Pl.
int a = b+c;
C nyelven minden operátor numerikus eredményt állít elő, még az összehasonlító operátorok is, hiszen nincs elkülönített logikai típus. Az összehasonlító operátor amennyiben hamis értékű, úgy a 0 numerikus értéket állítja elő, ellenkező esetben az 1 numerikus értéket (igaz érték).

Operátorok precedenciái

Amennyiben egy kifejezés több operátorból épül fel, fontos tudni, hogy azok milyen sorrendben hajtódnak végre.
Az operátorokhoz precedencia-szintet (prioritás) rendelünk. Ha egy kifejezésben több operátor is van, akkor először a magasabb prioritású operátorokat kell kiértékelni.
Ha egy kifejezésben több azonos prioritási szintű operátor is található, akkor az adott szint kötési iránya dönt. A kötési irány általában balról-jobbra irányt jelent, vagyis először a legbaloldaliabb ilyen szintű operátort választjuk ki, majd a következőt, stb.
Pl:
5. szint: szorzás és osztás bal->jobb
4. szint: összeadás, kivonás bal->jobb
bool x = a-b*c/2 - 4*a;
Első lépésben a „* / *” operátorok kerülnek kiválasztásra, mivel ezek állnak közösen a legmagasabb prioritáson. Ezen szint bal->jobb kötésű, ezért a legbaloldaliabb operátor, az első „*” kerül kiválasztásra. Így először kiszámolódik a „b*c”. Aztán a „/”, majd a második „*”. Csak ezek után kerülnek sorra a 4. szint operátorai, szintén balról jobbra sorrendben.

Zárójelezés jelentősége

Amennyiben egy kifejezés több operátorból épül fel, a precedenciaszint dönti el a végrehajtási sorrendet. Az egyforma precedenciaszintű operátorok egymás közötti sorrendjét a szint kötési iránya határozza meg, mely általában balról jobbra irány.
Ezen elv alól kivételt képez, ha zárójeleket alkalmazunk. Legelső lépés minden esetben a zárójelek felbontása, kiértékelése. Ez minden precedenciaszint felett áll.
Megfogalmazható lenne úgy is, hogy a zárójelek állnak a legmagasabb precedenciaszinten. Ugyanakkor a zárójelek nem tekinthetők operátoroknak, így ezen megfogalmazás kissé erőltetett.
Pl:
int x = 3-2*4;
értéke 3-8 = -5 lenne a zárójelek nélkül.
Az
int x = (3-2)*4;
értéke ’1*4’ vagyis 4 lesz a zárójel alkalmazása miatt.

Az operátorok milyen operandusokon vannak értelmezve

Az operátorok mindössze karakterek a kifejezésekben. Az operátorok értelmét a környezete, az operandusok típusa határozza meg.
A C nyelvben gyakorlatilag csak numerikus típusok vannak. A karakter típus is numerikusnak minősül, a logikai típus helyett a karakter van használatban, szöveg típus pedig egyszerűen hiányzik.
Ezért a C operátorai elsősorban numerikus értékeken értelmezett, numerikus értéket előállító operátoroknak tekintendők. Ez illeszkedik a mikroprocesszor filozófiájához, amely egyébként sem ismer más jellegű értéket.
Az egyetlen kiemelendő operátor az „/” (osztás) operátora, amely más-más jelentésű, amennyiben mindkét operandusa egész szám típusú. Ez esetben egész osztást végez, és az eredmény mindenképpen egész szám lesz. Ellenkező esetben (ha legalább az egyik operandusa valós), úgy a matematikai értelemben vett osztást végez, az eredménye az osztási művelet értéke, valós szám lesz.

Operandusok közös típusra hozásának problémái

Ha két szám típusú értékre akarjuk végrehajtani valamely numerikus operátort, akkor a két típust egyeztetni kell végrehajtás előtt. Ugyanis pl. nem lehet közvetlenül összeadni egy int-et egy double-el.
Az egyeztetés szabályai:
Amennyiben mindkét operandus típusa egész (de különböző egész):

• ha a két típus eltérő tárolási igényű, akkor a nagyobb tárigényű típus lesz a közös típus
• a két tárigény egyforma, akkor az előjeles lesz a közös típus

Amennyiben mindkét operandus típusa valós (az egyik float, a másik double):

• akkor a double lesz a közöt típus

Amennyiben mindkét operandus közül az egyik valamilyen egész, a másik valós:

• akkor a valós típus lesz a közös típus

Operátorok eltérő jelentése különböző környezetben

A leggyakoribb hiba a numerikus kifejezések esetén a „/” jel helytelen használata.
A „/” jel, amennyiben mindkét operandusa egész típus, úgy egész osztást végez.
Pl:
int a=3;
double d=a/2;
esetén a ’d’ változó értéke 1 lesz, és nem 1.5! Mivel mind az ’a’ változó értéke egész, mint a ’2’ literál típusa egész, ebben a környezetben ez egész osztást jelent.
Tipikus hiba egész számok átlagának meghatározása során végzett osztás. Tegyük fel, hogy az
int osszeg;
változónkban van a 13 darab egész számunk összege (az összeg nyilván egész szám). A
double atlag=osszeg/13;
kifejezés nem az átlagot határozza meg!
Megoldása lehet a problémának a literál típusának megváltoztatása:
double atlag=osszeg/13.0;
kifejezésben a 13.0 literál típusa double lesz, mert tartalmaz tizedespontot. Ebben a környezetben a „/” a valódi, hagyományos osztási műveletet jelenti.
Megváltoztatható a másik operandus típusa is explicit típuskonverzió révén:
double atlag=(double)osszeg/13;