2.3 运算符

运算符分类

运算符分为算术运算符、逻辑运算符、关系运算符、移位运算符等。

类型	符号	功能说明	类型	符号	功能说明
算术运算符	+ - - * /	二进制加二进制减 2的补码二进制乘二进制除	关系运算符 (双目运算符)	> < >= <= == !=	大于小于大于或等于小于或等于相等不相等
位运算符 (双目运算符)	~ & \| ^ ^~或~^	按位取反按位与按位或按位异或按位同或	缩位运算符 (单目运算符)	& ~& \| ~\| ^ ^~或~^	缩位与缩位与非缩位或缩位或非缩位异或缩位同或
逻辑运算符 (双目运算符)	! && \|\|	逻辑非逻辑与逻辑或	移位运算符 (双目运算符)	>> <<	右移左移
位拼接运算符	{,} {{}}	将多个操作数拼接成为一个操作数	条件运算符 (三目运算符)	?:	根据条件表达式是否成立，选择表达式

四值逻辑真伪判断

在逻辑运算符中，如果操作数是1位的，则用"1"表示逻辑真状态，用"0"表示逻辑假状态；
若操作数由多位组成，必须把操作数当做整体来处理，即如操作数所有位都是0，那么该操作数整体看做逻辑0，反之，只要其中一位为1，那么该操作数整体看做逻辑1；

如果任意一个操作数包含x，逻辑运算结果也为x。

!x                      // 结果为x
4'b1010 && 4'b1111     // 结果是1
4'b0000 && 4'b1001     // 结果是0

四值逻辑算术运算

整数除法将截断所有小数部分，只取整数部分。如7/4结果为1；
模运算符将求出与第一个操作数符号相同的余数；
```
7%4     // 结果为3
-7%4    // 结果为-3
```
如果算术运算符的操作数中出现x或z，那么整个算术运算符的运算结果为x。
```
4'b10x1 + 4'b0111   // 结果为不确定数 4'bxxxx
```
进行算术运算时，操作数的长度可能不一致，这时运算结果的长度由最长的操作数决定。但在赋值语句中，运算结果的长度由赋值目标长度决定。

四值逻辑关系运算

如果操作数的长度不同，那么长度短的操作数在高位添0补齐，如果操作数被比较位中出现x或z，那么结果为x。

4'b10x1 < 4'b1101   // 结果为x

四值逻辑比较

==和!= 是把两个操作数的逻辑值做比较，由于操作数中某些位可能是x或z，所以比较结果也有可能是x。
===和!==运算符是按位进行比较，即便在两个操作数中某些位出现了x或z，只要它们出现在相同的位，那么就认为两者是相同的，比较结果为1，反之为0，而不会出现结果为x的情况。其常用于case表达式的判别，所以又称为"case等式运算符"。

a = 4'b0010; 
b = 4'bx10; 
c = 4'bx101; 
d = 4'bx10;

a === b     // 结果为假，值为0，严格按位比较
a != d      // 结果为x
b == d      // 结果为x，因为操作数出现了x
b !== d     // 结果为0
b === d     // 结果为真，值为1，严格按位比较

位拼接运算符

作用是将两个或多个信号的某些位拼接起来成为一个新的操作数，进行运算操作

// 设A=1'b1, B=2'b10, C=2'b00，则：
{B,C}                   // 结果为4'b1000
{A,B[1],C[0]}          // 结果为3'b110
{A,B,C,3'b101}         // 结果为8'b11000101

对同一个操作数的重复拼接还可以用双重大括号构成的运算符{{ }}

{4{A}}                 // 结果为4'b1111
{2{A},2{B},C}          // 结果为8'b11101000

位运算符与缩位运算符的比较

假设：A=4'b1010，B=4'b1111

运算类型	~(取反)	&(与)	\|(或)	^(异或)	~^(同或)
位运算	~A=4'b0101 ~B=4'b0000	A&B=4'b1010	A\|B=4'b1111	A^B=4'b0101	A~^B=4'b1010
缩位运算	&A=1&0&1&0=0	~&A=1 &B=1	\|A=1 ~\|B=0	^A=0 ^B=0	~^A=1 ~^B=1

条件运算符

三目运算符，运算时根据条件表达式的值选择表达式。一般用法：

condition_expr ? expr1 : expr2;

首先计算第一个操作数condition_expr的值，如果结果为逻辑1，则选择第二个操作数expr1的值作为结果返回；若结果为逻辑0，选择第三个操作数expr2的值作为结果返回。

运算符的优先级

类型	符号	优先级
取反	! ~ -(求2的补码)	最高
算术	* / + -
移位	>> <<
关系	< <= > >=
等于	== !=
缩位	& ~& ^ ^~ \| ~\|
逻辑	&& \|\|
条件	?:	最低