【C语言】操作符----详解

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目录

[💨 算术操作符](#💨 算术操作符)

[💨 移位操作符](#💨 移位操作符)

[📌左移操作符 <<](#📌左移操作符 <<)

[📌右移操作符 >>](#📌右移操作符 >>)

💨位操作符

[📌按位与 &](#📌按位与 &)

[📌按位或 |](#📌按位或 |)

[📌按位异或 ^](#📌按位异或 ^)

💨赋值操作符

💨单目操作符

[📌逻辑反操作 !](#📌逻辑反操作 !)

[📌(负值)- (正值)+](#📌(负值)- (正值)+)

[📌地址运算符 &](#📌地址运算符 &)

📌sizeof运算符

[📌 位取反运算符 ~](#📌 位取反运算符 ~)

[📌 递减运算符 --](#📌 递减运算符 --)

[📌递增运算符 ++](#📌递增运算符 ++)

[📌 间接寻址运算符 *](#📌 间接寻址运算符 *)

[📌强制类型转换 (类型)](#📌强制类型转换 (类型))

💨关系操作符

💨逻辑操作符

💨条件操作符

💨逗号表达式

💨下标引用、函数调用和结构成员

[📌下标引用操作符 [ ]](#📌下标引用操作符 [ ])

[📌 函数调用操作符 ()](#📌 函数调用操作符 ())

[📌访问一个结构的成员 . or ->](#📌访问一个结构的成员 . or ->)


操作符分类:

1.算术操作符

2.移位操作符

3.位操作符

4.赋值操作符

5.单目操作符

6.关系操作符

7.逻辑操作符

8.条件操作符

9.逗号表达式

10.下标引用、函数调用和结构成员

💨 算术操作符

cpp 复制代码
+    -   *   /   %
  1. 除了 % 操作符之外,其他的几个操作符可以作用于整数和浮点数。

  2. 对于 / 操作符如果两个操作数都为整数,执行整数除法。而只要有浮点数执行的就是浮点数除法。

  3. % 操作符的两个操作数必须为整数。返回的是整除之后的余数。

💨 移位操作符

<< 左移操作符

>> 右移操作符

注:移位操作符的操作数只能是整数。

移位操作符移动的其实是二进制的位

⁉️那么一个数字在计算机中的二进制序列是什么样的呢?

对于一个整数是4个字节,然而一个字节是8个bit位,那么一个整数就是32个bit位,而其中二进制的一个0或者一个1只占用一个bit位,所以一个整数写成二进制序列的时候,就是32个bit位。

◾️ 对于有符号整数来说,最高位的一位是符号位:

▪️ 符号位是1表示负数

▪️ 符号位是0表示正数

◾️ 对于无符号整数来说,没有符号位,所有位都是有效位。

现在我们知道了它们的二进制序列,

⁉️那么它们在计算机中又是怎么进行计算的呢?

原码、反码、补码

整数的二进制表示形式有三种:原码、反码、补码

**原码:**按照数值的正负,直接写出的二进制序列

反码: 原码的符号位不变, 其他位按位取反(即0变1,1变0)

**补码:**反码的二进制+1就得到了补码
对于正数来说,原码、反码、补码相同,无需计算

对于负数来说,原码、反码、补码不相同,是需要计算的

🚀 整数在内存中存储的都是补码的二进制序列

🚀 整数在计算的时候也使用的补码!

例如:

原码:00000000 00000000 00000000 00001010

反码:00000000 00000000 00000000 00001010

补码:00000000 00000000 00000000 00001010

-10:

原码:10000000 00000000 00000000 00001010

反码: 11111111 11111111 11111111 1111 0101

补码: 11111111 11111111 11111111 1111 0110

📌左移操作符 <<

移位规则:

左边抛弃、右边补0

如图所示:

📌右移操作符 >>

移位规则:

首先右移运算分两种:

  1. 逻辑移位:

左边用0填充,右边丢弃

  1. 算术移位:

左边用原该值的符号位填充,右边丢弃

如图所示:

警告⚠ : 对于移位运算符,不要移动负数位,这个是标准未定义的。

例如:

cpp 复制代码
int num=10
num>>-1;//error
num<<-1;//error

💨位操作符

& 按位

| 按位

^ 按位异或

注:他们的操作数必须是整数。

📌按位与 &

对两个操作数的每个对应位执行按位与操作,只有两位都为1时,结果为1,否则为0。

cpp 复制代码
	int a = 3;
	int b = -5;
	int c = a & b;//按(2进制)位与
	//c的结果为3

按位与&过程:

00000000000000000000000000000011 --- a的补码

10000000000000000000000000000101 --- b的原码

11111111111111111111111111111010 --- b的反码

11111111111111111111111111111011 --- b的补码

& 00000000000000000000000000000011 --- a的补码


00000000000000000000000000000011 --- c的补码

00000000000000000000000000000011 --- c的原码 == 3

一个数&1可得该数二进制最低位是0还是1

cpp 复制代码
int a = 3;
int b = -4;
int c = a&1;//结果为1
int d = b&1;//结果为0

过程:

1、a&1

00000000000000000000000000000011 --- a的补码
& 00000000000000000000000000000001 --- 1的补码


00000000000000000000000000000001 --- c==a&1的补码(原码)--> 1

2、b&1

10000000000000000000000000000100 --- b的原码

11111111111111111111111111111111100 --- b的补码

& 00000000000000000000000000000001 --- 1的补码


00000000000000000000000000000000--- d=b&1的补码(原码)-->0

📌按位或**|**

对两个操作数的每个对应位执行按位或操作,只要对应的两位中有一个为1时,结果为1,否则为0。

📌按位异或**^**

对两个操作数的每个对应位执行按位异或操作,当两位不相同时,结果为1,相同时为0。

cpp 复制代码
int a = 3;
int b = -5;
int c = a ^ b;//结果为-8

异或^过程:

10000000000000000000000000000101 --- b的原码

11111111111111111111111111111010 --- b的反码

11111111111111111111111111111011 --- b的补码

^ 00000000000000000000000000000011 --- a的补码


11111111111111111111111111111000 --- c==a^b的补码

1000000000000000000000001000 --- c的原码 --> -8

异或^的两个特点

1. a ^ a = 0

2. 0 ^ a = a

💨赋值操作符

赋值符号 =

复合赋值符:+= -= *= /= %= >>= <<= &= |= ^=

赋值符号举例:将右边表达式的值赋给左边的变量

cpp 复制代码
int x;          // 声明一个整型变量x
x = 10;         // 使用赋值操作符将10赋值给x

复合赋值符举例:

cpp 复制代码
int x = 5;
x += 3;         // 等同于 x = x + 3;
x *= 2;         // 等同于 x = x * 2;

💨单目操作符

单目运算符(Unary operators)是一种**只操作一个操作数(即单个值或变量)**的运算符。

! 逻辑反操作

- 负值

+ 正值

& 取地址

sizeof 操作数的类型长度(以字节为单位)

~ 对一个数的二进制按位取反

-- 前置、后置--

++ 前置、后置++

* 间接访问操作符(解引用操作符)

(类型) 强制类型转换

📌逻辑反操作 !

逻辑非运算符 (!):用于将布尔值取反。

cpp 复制代码
bool isTrue = true;
bool isFalse = !isTrue;  // isFalse 等于 false

📌(负值)-(正值)+

负号运算符 (-):将操作数的值取反。

正号运算符 (+):将操作数的值保持不变(一般用于强调正数的正号,实际上不进行任何操作)。

cpp 复制代码
int x = -5;   // x 等于 -5
int y = +10;  // y 等于 10

📌地址运算符 &

地址运算符 (&):用于获取变量的内存地址。

cpp 复制代码
int num = 42;
int* ptr = &num;  // ptr 指向变量 num 的内存地址

📌sizeof运算符

sizeof运算符:用于获取数据类型或表达式的字节大小。

cpp 复制代码
int sizeOfInt = sizeof(int);  // 获取整型 int 的字节大小

📌 位取反运算符 ~

位取反运算符 (~):对操作数的每个位进行取反操作。

cpp 复制代码
int a = 5;     // 二进制表示为 000000000000000000000000000000101
int b = ~a;    // 取反后为     111111111111111111111111111111010
               //即十进制 -6(取决于具体的位表示方式)

📌 递减运算符 --

cpp 复制代码
int x = 5;
int y = --x;  // 先将 x 的值减少为 4,然后将 x 的值赋给 y,所以 x 和 y 都等于 4
int z = x--;  // 先将 x 的值赋给 z(z = 4),然后将 x 的值减少为 3

📌递增运算符 ++

递增运算符 (++):将操作数的值增加1。递增运算符也有前缀和后缀形式。

cpp 复制代码
int a = 5;
int b = ++a;  // 先将 a 的值增加为 6,然后将 a 的值赋给 b,所以 a 和 b 都等于 6
int c = a++;  // 先将 a 的值赋给 c(c = 6),然后将 a 的值增加为 7

📌 间接寻址运算符 *

间接寻址运算符 (*):用于获取指针指向的值。

cpp 复制代码
int num = 42;
int* ptr = &num;  // ptr 指向变量 num 的内存地址
int value = *ptr; // value 等于 ptr 指向的值(即 42)

📌强制类型转换 (类型)

强制类型转换:将操作数转换为指定的类型。

cpp 复制代码
float num = 3.14;
int intValue = (int)num;  // 将浮点数 num 转换为整数 intValue,结果为 3

💨关系操作符

  1. 等于**(==)**:检查两个操作数是否相等。
  2. 不等于**(!=)**:检查两个操作数是否不相等。
  3. 大于**(>)**:检查左操作数是否大于右操作数。
  4. 小于**(<)**:检查左操作数是否小于右操作数。
  5. 大于等于**(>=)**:检查左操作数是否大于或等于右操作数。
  6. 小于等于**(<=)**:检查左操作数是否小于或等于右操作数。

关系运算符用于比较两个值之间的关系,并返回布尔值(true或false)。这些运算符经常在条件语句中使用,用于控制程序的执行流程。关系运算符可以帮助我们根据条件的真假执行不同的代码块,使程序具备更强的逻辑性和灵活性。在使用关系运算符时,需要注意操作数的数据类型和语义,以避免出现意外结果或错误。

警告: 在编程的过程中要注意== 和=的区别,不要写错,不然很容易导致程序错误,=是用做赋值操作,而==才是用来判断是否相等的。

💨逻辑操作符

&& 逻辑与

|| 逻辑或

区分逻辑与按位与

区分逻辑或按位或

cpp 复制代码
1&2    == 0 //按位与(二进制)
1&&2   == 1 //逻辑与,只要有一个为假便为假
1|2    == 3 //按位或(二进制)
1||2   == 1 //逻辑或,只要有一个为真便为真

逻辑与和或的特点:短路

1.逻辑或

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{                  
	int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
	i = a++ || ++b || d++;//----|| -- 左边操作数如果为真,右边无需计算
	printf("a = %d\nb = %d\nc = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
	printf("i=%d\n", i);
	return 0;
}

运行结果:

2.逻辑与

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{               
	int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
	i = a++ && ++b && d++;//------&& -- 左边操作数如果为假,右边无需计算
	printf("a = %d\nb = %d\nc = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
	printf("i=%d\n", i);
	return 0;
}

运行结果:

💨条件操作符

exp1 ? exp2 : exp3

在条件运算符 exp1 ? exp2 : exp3 中,exp1 是一个条件表达式,用于判断条件是否为真。如果 exp1 为真,那么整个条件运算符的结果为 exp2,否则为 exp3。

例:

cpp 复制代码
int num = 10;
string result = (num % 2 == 0) ? "偶数" : "奇数";
//如果 num 是偶数,则条件 (num % 2 == 0) 为真,整个条件运算符的结果为字符串 "偶数";
//如果 num 是奇数,则条件为假,结果为字符串 "奇数"。

💨逗号表达式

逗号表达式,就是用逗号隔开的多个表达式。 逗号表达式,从左向右依次执行。整个表达式的结果是最后一个表达式的结果。

cpp 复制代码
//代码1
int a = 1;
int b = 2;
int c = (a>b, a=b+10, a, b=a+1);//结果为13

//代码2
if (a =b + 1, c=a / 2, d > 0)//if的判断条件为 d > 0

//代码3 
a = get_val();
count_val(a);
while (a > 0) {
 //业务处理
        a = get_val();
        count_val(a);
}
如果使用逗号表达式,改写:
while (a = get_val(), count_val(a), a>0) {
  //业务处理
        a = get_val();
        count_val(a);
}

💨下标引用、函数调用和结构成员

📌下标引用操作符 [ ]

两个操作数:数组名 + 索引值

cpp 复制代码
int arr[10];//创建数组
arr[9] = 10;//实用下标引用操作符。
//[ ]的两个操作数是arr和9

📌 函数调用操作符 ()

接受一个或者多个操作数:第一个操作数是函数名 ,剩余的操作数就是传递给函数的参数。

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
 void test1()
 {
 printf("hehe\n");
 }
 void test2(const char *str)
 {
 printf("%s\n", str);
 }
 int main()
 {
 test1();            //使用()作为函数调用操作符。
 test2("hello world.");//使用()作为函数调用操作符。
 return 0;
 }

📌访问一个结构的成员 . or ->

**.**结构体 . 成员名

-> 结构体指针 -> 成员名

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
struct Stu
{
 char name[10];
 int age;
 char sex[5];
 double score;
};
void set_age1(struct Stu stu)
{
 stu.age = 18;
}
void set_age2(struct Stu* pStu)
{
 pStu->age = 18;//结构成员访问
}
int main()
{
 struct Stu stu;
 struct Stu* pStu = &stu;//结构成员访问
 
 stu.age = 20;//结构成员访问
 set_age1(stu);
 
 pStu->age = 20;//结构成员访问
 set_age2(pStu);
 return 0;
}

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