บทที่ 3
ตัวดำเนินการและนิพจน์ทางคณิตศาสตร์
ตัวดำเนินการ
ในการเขียนโปรแกรมตวดำเนินการจะเป็นตัวทำหน้าที่รวมค่าต่างๆ และกระทำกับค่าต่างๆ ให้เป็นค่าเดียวกัน อย่างเช่นโปรแกรมในบทที่ผ่านมามีการนำข้อมูลที่เป็นตัวแปรมาคูณกับค่าคงที่ ซึ่งจะต้องใช้ตัวดำเนินการทางคณิตศาสตร์เพื่อทำการคูณ ตัวดำเนินการมีหลายประเภทดังต่อไปนี้
- ตัวดำเนินการเลขคณิต
- ตัวดำเนินการเปรียบเทียบ
- ตัวดำเนินการทางตรรกะ
- ตัวดำเนินการแบบบิต
- ตัวดำเนินการกำหนดค่าเชิงประกอบ
- ตัวดำเนินการเพิ่มค่าและลดค่า
1. ตัวดำเนินการเลขคณิต
ใช้สำหรับกระทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์ เช่น บวก ลบ คูณ หาร โดยจะนำข้อมูลตัวหนึ่งไปกระทำกับอีกตัวหนึ่ง โดยใช้ผลลัพธ์เป็นตัวเลขทางคณิตศาสตร์ ตัวดำเนินการทางคณิตศาสตร์ แบ่งออกได้ดังต่อไปนี้
ตารางที่ 3.4.1 ตารางแสดงตัวดำเนินการเลขคณิต
- หมายเหตุ
- หมายถึง ให้กดปุ่ม Enter บนแป้นพิมพ์
จากตัวอย่าง 3.4.2 คำสั่ง sum / 3 ควรจะให้ผลลัพธ์เป็นจำนวนเต็ม 8 เนื่องจากตัวถูกดำเนินการทั้งสองตัวมีชนิดเป็นจำนวนเต็ม แต่ในที่นี้เราได้แปลงชนิดข้อมูลของตัวแปร sum แบบชั่วคราว จากจำนวนเต็มให้เป็นจำนวนจริง โดยใช้ (float) ทำให้ sum / 3 ในบรรทัดที่ 13 ให้ผลลัพธ์เป็นจำนวนจริงก่อนนำไปกำหนดให้เป็นค่าของตัวแปร average
2. ตัวดำเนินการเปรียบเทียบ
ตัวดำเนินการเปรียบเทียบ (Relation Operators) จะนำข้อมูลสองค่ามาเปรียบเทียบกัน โดยข้อมูลทั้งสองค่าจะต้องเป็นข้อมูลประเภทเดียวกัน ผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นค่าทางลอจิก คือ จริงหรือเท็จ
ตารางที่ 3.4.2 ตารางแสดงตัวดำเนินการเปรียบเทียบ
3. ตัวดำเนินการทางตรรกะ
ตัวดำเนินการทางตรรกะ (Logical Operator) ประกอบด้วย การทำ AND(และ) , OR(หรือ) และNOT(นิเสธ) เมื่อกระทำกับค่าใด ผลลัพธ์ที่ออกมาจะเป็นจริงหรือเท็จ ตัวดำเนินการทางตรรกะแสดงได้ ดังตารางต่อไปนี้
ตารางที่ 3.4.3 ตารางแสดงตัวดำเนินการทางตรรกะ
4. ตัวดำเนินการแบบบิต
จะนำข้อมูลสองค่ามาเปรียบเทียบกัน โดยข้อมูลทั้งสองค่าจะต้องเป็นข้อมูลประเภทเดียวกัน ผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นค่าทางลอจิก คือ จริงหรือเท็จ
ตารางที่ 3.4.5 ตารางแสดงตัวดำเนินการแบบบิต
5. ตัวดำเนินการกำหนดค่าเชิงประกอบ
การใช้ตัวดำเนินการบางประเภทสามารถนำมารวมกันเป็น ตัวดำเนินการกำหนดค่าเชิงประกอบ (Compound Assisgnment) ได้ มีรูปแบบคือ
a op= b
มีความหมายเทียบเท่ากับ
a = a op b
เมื่อ op เป็นตัวดำเนินการคำนวณใดๆ ดังตัวอย่างต่อไปนี้
ตารางที่ 3.4.6 ตารางแสดงตัวอย่างการใช้ตัวดำเนินการกำหนดค่าเชิงประกอบ
จากโปรแกรม สามารถอธิบายได้ ดังนี้
บรรทัดที่ คำสั่ง ลักษณะการทำงาน
6 a += 4 a = a + 4
8 a *= 3 a = a * 3
10 a /= 4 a = a / 4
12 a %= 5 a = a % 5
15 a /= a - b a = a / (a - b)
17 b *= b + a b = b * (b + a)
6. ตัวดำเนินการเพิ่มค่าและลดค่า
ตัวดำเนินการเพิ่มค่า (Increment Operator) ใช้เครื่องหมาย ++
ตัวดำเนินการลดค่า (Decrement Operator) ใช้เครื่องหมาย --
โดยการเพิ่มค่า หรือการลดค่าด้วยตัวดำเนินการดังกล่าว จะเพิ่มทีละหนึ่ง หรือลดทีละหนึ่ง และจะต้องใช้กับตัวแปรโดดๆ โดยสามารถใช้เครื่องหมาย ++ และ -- เขียนนำหน้าตัวแปร (Prefix) หรือหลังตัวแปร (Postfix) ก็ได้ เช่น ++i หรือ i++ แต่ทั้งสองแบบนี้จะมีวิธีการจัดการกับค่าที่แตกต่างกัน ดังตาราง
ตารางที่ 3.4.7 ตารางแสดงตัวดำเนินการเพิ่มค่าและลดค่า
นิพจน์
นิพจน์ (Expression) ในภาษาซีนี้ ประกอบด้วย ค่าคงตัว ค่าคงที่ หรือตัวแปร 1 จำนวน หรือกลุ่มของค่าคงตัว ค่าคงที่ หรือตัวแปรพร้อมด้วยตัวดำเนินการของภาษาซี ตัวดำเนินการที่ใช้ในนิพจน์ที่กล่าวถึงได้แก่ ตัวดำเนินการกำหนดค่า ตัวดำเนินการคำนวณ และตัวดำเนินการบอกตำแหน่งบนหน่วยความจำ
ans = 100 - 50
score = midterm + final +quiz
income = salary + (ot * RATE) + bonus - tax
จากนิพจน์คณิตศาสตร์ข้างต้น พบว่า ans, score และ income เป็นตัวแปรที่ใช้เก็บผลลัพธ์จากการคำนวณ ส่วนนิพจน์ด้านขวาจะเป็นนิพจน์แบบหลายตัวแปร ซึ่งสามารถมีได้ทั้งตัวแปร และค่าคงที่ รวมถึงตัวดำเนินการคณิตศาสตร์ เช่น + - * / เป็นต้น ซึ่งในการสร้างสูตรคำนวณค่าตัวเลข ซึ่งเป็นสูตรที่มีความซับซ้อน จะต้องระมัดระวังในการจัดลำดับนิพจน์ เพื่อให้คอมพิวเตอร์ประมวลผลได้อย่างถูกต้อง ทั้งนี้ตัวดำเนินการต่างๆ ที่นำมาใช้เพื่อการคำนวณนั้น แต่ละตัวจะมีลำดับความสำคัญที่แตกต่างกัน เช่น เมื่อพบเครื่องหมาย + และ * การประมวลผลจะกระทำที่ตัวดำเนินการ * ก่อน เพราะจะมีลำดับความสำคัญสูงกว่า + นั่นเอง
ตัวดำเนินการกับลำดับความสำคัญ
ตัวดำเนินการแต่ละตัวจะมีลำดับความสำคัญก่อนหลังที่แตกต่างกัน โดยการประมวลผลจะกระทำกับตัวดำเนินการที่มีลำดับควาสำคัญสูงก่อน แต่ถ้ากรณีที่มีลำดับความสำคัญเท่ากัน ตามปกติจะกระทำกับตัวดำเนินการจากซ้ายไปขวา
ตารางที่ 3.4.7 ตารางแสดงตัวดำเนินการกับลำดับความสำคัญ
จากตัวอย่าง 3.4.6 เมื่อพิจารณาจากลำดับความสำคัญของตัวดำเนินการ จะพบว่า
ในบรรทัดที่ 18 นิพจน์ c - b / a * a มีค่าเท่ากับ c - ((b / a) * a) ซึ่งมีค่าเท่ากับ 1 และมีค่าเท่ากับค่าของนิพจน์ (c - b) / (a * a) ในบรรทัดที่ 19
จากบรรทัดที่ 22 ค่าของนิพจน์ 8 + 2 * 6 / 3 - 2 มีค่าเท่ากับนิพจน์ (8 + ((2 * 6) / 3) - 2
และบรรทัดที่ 23 ค่าของนิพจน์ 5 % 5 + 5 * 5 - 5 / 5 มีค่าเท่ากับนิพจน์ ((5 % 5) + (5 * 5)) - (5 / 5)
ขอขอบคุณ ช่อง GGT Channel สำหรับคลิป VDO