C言語基礎｜演算子の優先順位と結合性

C言語基礎｜演算子の優先順位と結合性

カッコなしで書いた式、あなたの想像どおりに動いてる？――Cの優先順位と結合性を味方にしよう。

式が長くなるほど「読み違い」がバグになる

C言語は演算子が豊富で、式を短く書けるのが魅力です。
でもその分、カッコを省略した式は「どこから計算されるか」を読み違えやすくて、地味〜に痛いバグの原因になります。

ここで押さえたいのは2つだけ。

• 優先順位：どの演算子が先に計算されるか
• 結合性：同じ優先順位が並んだとき、左から結ぶか右から結ぶか

この2つがわかると、式の意味がスッと読めるようになりますよ。

優先順位ってなに？

優先順位は「どれが先に計算されるか」のルールです。
身近な数学と同じで、加算より乗算が先、みたいな感じですね。

優先順位のイメージ

説明
見た目で左から順に計算しているわけじゃなく、優先順位が高い演算子（この例では *）が先に評価されます。

結合性ってなに？

結合性は「同じ優先順位の演算子が続いたとき、どっちにまとまるか」のルールです。

左結合と右結合

図の説明
例えば - は左結合なので、5 - 3 - 1 は (5 - 3) - 1 になります。
一方、代入 = は右結合なので、a = b = 1 は a = (b = 1) になります。

優先順位の“実務用”詳細表（よく使うものを中心に）

上ほど優先順位が高いです。
「形式」欄は見た目のパターンをそのまま書いてあります。

よく使う演算子中心・優先順位と結合性

この表の使い方
「どっちが先？」と思ったら、表で上にある演算子が先です。
「同じ段に並んでたら？」は、結合性で左右が決まります。

“混乱しやすい組み合わせ”早見表（ここが一番役に立つ）

実務でミスが多いのは、だいたいここです。

よくある落とし穴と安全な書き方

表の説明

• == は & より強いので、ビット判定はカッコ必須級
• << は + より弱いので、シフト量に式を入れるときは特に注意
• 論理演算子とビット演算子は目的が違う（値の扱いが根本的に違う）

結合性で読みが変わる例

同じ優先順位が並ぶときの結び方

表の説明
代入が右結合なのは、連鎖代入が書ける理由そのものです。
条件演算子 ?: も右結合なので、入れ子になるときはカッコで読みやすくするのが親切です。

サンプルプログラム

ここでは「優先順位と結合性で結果が変わる」ことを、短いプログラムで体感します。

プロジェクト名：chap7-27-1　ソースファイル名：chap7-27-1.c

// 優先順位と結合性の違いを確認する
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 6;   // 110
    int b = 2;   // 010
    int x = 8;

    printf("優先順位と結合性の確認をします。\n\n");

    // 1) シフトと加算の優先順位
    printf("【例1】x << 1 + 2 と (x << 1) + 2 を比べます。\n");
    printf("x << 1 + 2       = %d\n", x << 1 + 2);
    printf("(x << 1) + 2     = %d\n\n", (x << 1) + 2);

    // 2) & と == の優先順位（落とし穴）
    printf("【例2】a & b == 0 と (a & b) == 0 を比べます。\n");
    printf("a & b == 0       = %d\n", a & b == 0);
    printf("(a & b) == 0     = %d\n\n", (a & b) == 0);

    // 3) 代入は右結合
    printf("【例3】代入は右結合なので、連鎖代入ができます。\n");
    int p, q;
    p = q = 7;
    printf("p = %d, q = %d\n", p, q);

    return 0;
}

このプログラムで見えること

• x << 1 + 2 は x << (1 + 2) と同じ解釈になりやすい
• a & b == 0 は (a & b) == 0 ではない
• p = q = 7 が動くのは、= が右結合だから

登場する命令（構文）と何をする命令か

printf 関数

書式

• printf(書式文字列, 引数1, 引数2, ...);

何をする命令？
標準出力（通常は画面）に文字や数値を表示します。今回のように、式の評価結果を確認するのに便利です。

代入演算子 =

書式

• 左辺 = 右辺

何をする命令？
右辺の値を左辺（変数など）に格納します。右結合なので a = b = 1 のように連鎖ができます。

シフト演算子 << >>

書式

• a << b
• a >> b

何をする命令？
整数のビット列を左右にずらします。優先順位は + - より低いので、x << 1 + 2 が x << (1 + 2) になりやすい点が重要です。

ビットAND &

書式

• a & b

何をする命令？
a と b をビットごとにANDします。条件判定で使うときは (a & mask) == 0 のようにカッコを付けるのが安全です。

等価演算子 ==

書式

• a == b

何をする命令？
a と b が等しいなら 1、違うなら 0 になります。& より優先順位が高いので、a & b == 0 は要注意です。

実務での安全ルール（読みやすさ優先でOK）

迷ったらこれ

表の説明
コンパイラは優先順位どおりに解釈してくれますが、人間は疲れると読み違えます。
バグを減らすなら「正しさ＋読みやすさ」の両方を狙うのがいちばんです。