C++ &&、||、！逻辑运算符用法详解

&& 运算符

&& 运算符被称为逻辑与运算符。它需要两个表达式作为操作数，并创建一个表达式，只有当两个子表达式都为 true 时，该表达式才为 true。

以下是使用 && 运算符的 if 语句示例：

if ((temperature <20) && (minutes > 12))
    cout << "The temperature is in the danger zone.";

请注意，这两个被逻辑与运算符连接在一起的表达式都是完整的表达式，它们的值可以被评估为 true 或 false。首先评估 temperature<20 以产生 true 或 false 的结果，然后评估 minutes>12 以产生 true 或 false 的结果，最后，这两个结果被 AND 并列在一起，以得出整个表达式的最终结果。

仅当 temperature 小于 20 且 minutes 大于 12 时，cout 语句才会执行，其中只要有一个表达式的结果被评估为 false，则整个表达式为 false，不执行 cout 语句。

表 2 显示了 && 运算符的真值表。该真值表列出了两个表达式可能的值及其所有可能的组合，以及由连接两个表达式的 && 操作返回的结果值。

如该表所示，要使 && 运算符返回 true 值，则两个子表达式都必须为 true。

注意，如果 && 运算符左侧的子表达式为 false，则不会检查右侧的表达式。因为只要有一个子表达式为 false，则整个表达式都为 false，所以再检查剩余的表达式会浪费 CPU 时间。这被称为短路评估。

|| 运算符

|| 运算符被称为逻辑或运算符。它需要两个表达式作为操作数，并创建一个表达式，当任何一个子表达式为 true 时，该表达式为 true。

以下是一个使用 || 运算符的 if 语句示例：

if ((temperature < 20) || (temperature > 100))
    cout << "The temperature is in the danger zone.";

如果 temperature 小于 20 或者大于 100，那么 cout 语句将被执行。这两个子表达式只要其中一个为 true，则整个表达式为 true，执行 cout 语句。

注意，被逻辑或连接在一起的两件事情应该都是逻辑表达式，它们的值为 true 或 false，按以下形式书写的if条件是不正确的：

if (temperature <20 || >100)

表 3 显示了或（||）运算符的真值表。

只要其中一个子表达式为 true，则整体表达式为 true，此时另外一个子表达式无论是 false 还是 true 都无关紧要。

需要注意的是，|| 运算符也将进行短路评估。如果 || 运算符左侧的子表达式为 true，则右侧的子表达式将不被检查，因为只要有一个子表达式为 true，那么整体表达式就可以被评估为 true。

! 运算符

! 运算符被称为逻辑非运算符，执行逻辑 NOT 操作。它可以反转一个操作数的真值或假值。换句话说，如果表达式为 true，那么 ! 运算符将返回 false，如果表达式为 false，则返回 true。

以下是一个使用 ! 运算符的 if 语句示例：

if (!(temperature > 100))
    cout << "You are below the maximum temperature. /n";

首先，表达式 (temperature > 100) 将被测试为 true 或 false，然后!运算符被应用于该值。如果表达式 (temperature>100) 为 true，则!运算符返回 false。如果为 false，则!运算符返回 true。在该例子中，它相当于问“温度是不是不大于 100?”或“温度大于 100 是不是假的？”

表 4 显示了非（!）运算符的真值表。

布尔变量和！运算符

布尔变量的一个有趣特性是它的值可以简单地通过命名来测试。假设 moreData 是一个布尔变量，其测试语句如下：

if (moreData == true)

它可以简写为：

if (moreData)

再来看以下语句：

if (moreData == false)

它可以使用逻辑非运算符简写为：

if (! moreData)

&&、|| 和 ! 的优先级

&&、|| 和 ！的优先级为：

! > && > ||

! 运算符比许多 C++ 运算符具有更高的优先级。因此，为了避免错误，应始终将其操作数括在括号中，除非打算将其应用于没有其他操作符的变量或简单表达式。例如，来看以下表达式：

! (x > 2)
! x > 2

第一个表达式将 ！运算符应用于表达式 x>2，它是在问“x 是否不大于 2”，然而，第二个表达式是将 ！运算符应用于到 x。它是在问“x 的逻辑是否大于 2”。假设 x 被设置为 5，由于 5 是非零值，所以被认为是 true，而 ！运算符会将其反转为 false，即为 0，然后，> 运算符将确定 0 是否大于 2。为了避免这种错误，始终使用括号是明智的。

&& 和 || 运算符的优先级低于关系运算符，这意味着关系表达式先进行计算，然后再通过 && 和 || 运算符进行评估，因此有：

a > b && x < y 等同于（a > b) && (x < y)
a > b || x < y 等同于（a > b) | | (x < y)

因此，在关系运算符与 && 和 || 混合时，通常不需要括号。当然，无论如何，使用括号都是一个好主意，因为它们可以让程序更易读。

在 && 和 || 同时使用的情况下，更是强烈地推荐使用括号，这是因为 && 的优先级高于 ||。如果没有括号表示执行顺序，那么 && 将永远在 || 之前完成，这可能并不符合编写者的初衷。

例如，假设有 3 个布尔变量 recentGrad、employed 和 goodCredit，则以下表达式：

recentGrad || employed && goodCredit

等同于以下表达式：

recentGrad || (employ && goodCredit)

但是它并不等同于以下表达式：

(recentGrad || employed)&& goodCredit