[C语言]操作符详解

1. 各种操作符的介绍。

2. 表达式求值

---

**1.**操作符分类：
算术操作符
移位操作符
位操作符
赋值操作符
单目操作符
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
2. 算术操作符

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。
   3. 移位操作符
   3.1 左移操作符
   移位规则：
   左边抛弃、右边补 0

• • * / %
    << 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。
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    比特就业课 3.2 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
2. 算术移位
   左边用原该值的符号位填充，右边丢弃
   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：
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   比特就业课 4. 位操作符
   位操作符有：
   练习一下：
   一道变态的面试题：
   不能创建临时变量（第三个变量），实现两个数的交换。
   练习：
   编写代码实现：求一个整数存储在内存中的二进制中 1 的个数。
   int num = 10 ;
   num >>- 1 ; //error
   & // 按位与
   | // 按位或
   ^ // 按位异或
   注：他们的操作数必须是整数。
   #include <stdio.h>
   int main ()
   {
   int num1 = 1 ;
   int num2 = 2 ;
   num1 & num2 ;
   num1 | num2 ;
   num1 ^ num2 ;
   return 0 ;
   }
   #include <stdio.h>
   int main ()
   {
   int a = 10 ;
   int b = 20 ;
   a = a^b ;
   b = a^b ;
   a = a^b ;
   printf ( "a = %d b = %d\n" , a , b );
   return 0 ;
   }
   参考代码：
   // 方法 1
   #include <stdio.h>
   int main ()
   {
   int num = 10 ;
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   比特就业课 5. 赋值操作符
   赋值操作符是一个很棒的操作符，他可以让你得到一个你之前不满意的值。也就是你可以给自己重新赋
   值。
   int count = 0 ; // 计数
   while ( num )
   {
   if ( num % 2 == 1 )
   count ++ ;
   num = num / 2 ;
   }
   printf ( " 二进制中 1 的个数 = %d\n" , count );
   return 0 ;
   }
   // 思考这样的实现方式有没有问题？
   // 方法 2 ：
   #include <stdio.h>
   int main ()
   {
   int num = - 1 ;
   int i = 0 ;
   int count = 0 ; // 计数
   for ( i = 0 ; i < 32 ; i ++ )
   {
   if ( num & ( 1 << i ) )
   count ++ ;
   }
   printf ( " 二进制中 1 的个数 = %d\n" , count );
   return 0 ;
   }
   // 思考还能不能更加优化，这里必须循环 32 次的。
   // 方法 3 ：
   #include <stdio.h>
   int main ()
   {
   int num = - 1 ;
   int i = 0 ;
   int count = 0 ; // 计数
   while ( num )
   {
   count ++ ;
   num = num & ( num - 1 );
   }
   printf ( " 二进制中 1 的个数 = %d\n" , count );
   return 0 ;
   }
   // 这种方式是不是很好？达到了优化的效果，但是难以想到。
   int weight = 120 ; // 体重
   weight = 89 ; // 不满意就赋值
   double salary = 10000.0 ;
   salary = 20000.0 ; // 使用赋值操作符赋值。
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   比特就业课 复合赋值符
   +=
   -=
   *=
   /=
   %=
   >>=
   <<=
   &=
   |=
   ^=
   这些运算符都可以写成复合的效果。
   比如：
   6. 单目操作符
   6.1 单目操作符介绍
   赋值操作符可以连续使用，比如：
   int a = 10 ;
   int x = 0 ;
   int y = 20 ;
   a = x = y + 1 ; // 连续赋值
   这样的代码感觉怎么样？
   那同样的语义，你看看：
   x = y + 1 ;
   a = x ;
   这样的写法是不是更加清晰爽朗而且易于调试。
   int x = 10 ;
   x = x + 10 ;
   x += 10 ; // 复合赋值
   // 其他运算符一样的道理。这样写更加简洁。
   ! 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
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  比特就业课 演示代码：
  关于 sizeof 其实我们之前已经见过了，可以求变量（类型）所占空间的大小。
  6.2 sizeof 和 数组
  #include <stdio.h>
  int main ()
  {
  int a = - 10 ;
  int * p = NULL ;
  printf ( "%d\n" , ! 2 );
  printf ( "%d\n" , ! 0 );
  a = - a ;
  p = & a ;
  printf ( "%d\n" , sizeof ( a ));
  printf ( "%d\n" , sizeof ( int ));
  printf ( "%d\n" , sizeof a ); // 这样写行不行？
  printf ( "%d\n" , sizeof int ); // 这样写行不行？
  return 0 ;
  }
  #include <stdio.h>
  void test1 ( int arr [])
  {
  printf ( "%d\n" , sizeof ( arr )); //(2)
  }
  void test2 ( char ch [])
  {
  printf ( "%d\n" , sizeof ( ch )); //(4)
  }
  int main ()
  {
  int arr [ 10 ] = { 0 };
  char ch [ 10 ] = { 0 };
  printf ( "%d\n" , sizeof ( arr )); //(1)
  printf ( "%d\n" , sizeof ( ch )); //(3)
  test1 ( arr );
  test2 ( ch );
  return 0 ;
  }
  问：
  （ 1 ）、（ 2 ）两个地方分别输出多少？
  （ 3 ）、（ 4 ）两个地方分别输出多少？
  //++ 和 -- 运算符
  // 前置 ++ 和 --
  #include <stdio.h>
  int main ()
  {
  int a = 10 ;
  int x = ++ a ;
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  比特就业课 7. 关系操作符
  关系操作符
  这些关系运算符比较简单，没什么可讲的，但是我们要注意一些运算符使用时候的陷阱。
  警告：
  在编程的过程中 == 和 = 不小心写错，导致的错误。
  8. 逻辑操作符
  逻辑操作符有哪些：
  区分 逻辑与 和 按位与
  区分 逻辑或 和 按位或
  逻辑与和或的特点：
  // 先对 a 进行自增，然后对使用
  a ，也就是表达式的值是 a 自增之后的值。 x 为 11 。
  int y = -- a ;
  // 先对 a 进行自减，然后对使用 a ，也就是表达式的值是 a 自减之后的值。 y 为 10;
  return 0 ;
  }
  // 后置 ++ 和 --
  #include <stdio.h>
  int main ()
  {
  int a = 10 ;
  int x = a ++ ;
  // 先对 a 先使用，再增加，这样 x 的值是 10 ；之后 a 变成 11 ；
  int y = a -- ;
  // 先对 a 先使用，再自减，这样 y 的值是 11 ；之后 a 变成 10 ；
  return 0 ;
  }
  >
  >=
  <
  <=
  != 用于测试 " 不相等 "
  == 用于测试 " 相等 "
  && 逻辑与
  || 逻辑或
  1 & 2 -----> 0
  1 && 2 ----> 1
  1 | 2 -----> 3
  1 || 2 ----> 1
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  比特就业课 360 笔试题
  9. 条件操作符
  练习：
  10. 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。
  #include <stdio.h>
  int main ()
  {
  int i = 0 , a = 0 , b = 2 , c = 3 , d = 4 ;
  i = a ++ && ++ b && d ++ ;
  //i = a++||++b||d++;
  printf ( "a = %d\n b = %d\n c = %d\nd = %d\n" , a , b , c , d );
  return 0 ;
  }
  // 程序输出的结果是什么？
  exp1 ? exp2 : exp3

if ( a > 5 )
b = 3 ;
else
b = - 3 ;
转换成条件表达式，是什么样？
2. 使用条件表达式实现找两个数中较大值。
exp1 , exp2 , exp3 , ...expN
// 代码 1
int a = 1 ;
int b = 2 ;
int c = ( a > b , a = b + 10 , a , b = a + 1 ); // 逗号表达式
c 是多少？
// 代码 2
if ( a = b + 1 , c = a / 2 , d > 0 )
// 代码 3
a = get_val ();
count_val ( a );
while ( a > 0 )
{
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比特就业课 11. 下标引用、函数调用和结构成员

1. [ ] 下标引用操作符
   操作数：一个数组名 + 一个索引值
2. ( ) 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。
3. 访问一个结构的成员
   . 结构体 . 成员名
   -> 结构体指针 -> 成员名
   // 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
   }
   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 。
   #include <stdio.h>
   void test1 ()
   {
   printf ( "hehe\n" );
   }
   void test2 ( const char * str )
   {
   printf ( "%s\n" , str );
   }
   int main ()
   {
   test1 (); // 实用（）作为函数调用操作符。
   test2 ( "hello bit." ); // 实用（）作为函数调用操作符。
   return 0 ;
   }
   #include <stdio.h>
   struct Stu
   {
   char name [ 10 ];
   int age ;
   char sex [ 5 ];
   double score ;
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   比特就业课 12. 表达式求值
   表达式求值的顺序一部分是由操作符的优先级和结合性决定。
   同样，有些表达式的操作数在求值的过程中可能需要转换为其他类型。
   12.1 隐式类型转换
   C 的整型算术运算总是至少以缺省整型类型的精度来进行的。
   为了获得这个精度，表达式中的字符和短整型操作数在使用之前被转换为普通整型，这种转换称为 整型
   提升 。
   整型提升的意义 ：
   表达式的整型运算要在 CPU 的相应运算器件内执行， CPU 内整型运算器 (ALU) 的操作数的字节长度
   一般就是 int 的字节长度，同时也是 CPU 的通用寄存器的长度。
   因此，即使两个 char 类型的相加，在 CPU 执行时实际上也要先转换为 CPU 内整型操作数的标准长
   度。
   通用 CPU （ general-purpose CPU ）是难以直接实现两个 8 比特字节直接相加运算（虽然机器指令
   中可能有这种字节相加指令）。所以，表达式中各种长度可能小于 int 长度的整型值，都必须先转
   换为 int 或 unsigned int ，然后才能送入 CPU 去执行运算。
   b 和 c 的值被提升为普通整型，然后再执行加法运算。
   } ；
   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 ;
   }
   // 实例 1
   char a , b , c ;
   ...
   a = b + c ;
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   比特就业课 加法运算完成之后，结果将被截断，然后再存储于
   a 中。
   如何进行整体提升呢？
   整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的
   整形提升的例子 :
   实例 1 中的 a,b 要进行整形提升 , 但是 c 不需要整形提升
   a,b 整形提升之后 , 变成了负数 , 所以表达式 a==0xb6 , b==0xb600 的结果是假 , 但是 c 不发生整形提升 , 则表
   达式 c==0xb6000000 的结果是真 .
   所程序输出的结果是 :
   c
   // 负数的整形提升
   char c1 = - 1 ;
   变量 c1 的二进制位 ( 补码 ) 中只有 8 个比特位：
   1111111
   因为 char 为有符号的 char
   所以整形提升的时候，高位补充符号位，即为 1
   提升之后的结果是：
   11111111111111111111111111111111
   // 正数的整形提升
   char c2 = 1 ;
   变量 c2 的二进制位 ( 补码 ) 中只有 8 个比特位：
   00000001
   因为 char 为有符号的 char
   所以整形提升的时候，高位补充符号位，即为 0
   提升之后的结果是：
   00000000000000000000000000000001
   // 无符号整形提升，高位补 0
   // 实例 1
   int main ()
   {
   char a = 0xb6 ;
   short b = 0xb600 ;
   int c = 0xb6000000 ;
   if ( a == 0xb6 )
   printf ( "a" );
   if ( b == 0xb600 )
   printf ( "b" );
   if ( c == 0xb6000000 )
   printf ( "c" );
   return 0 ;
   }
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   比特就业课 实例 2 中的 ,c 只要参与表达式运算 , 就会发生整形提升 , 表达式 +c , 就会发生提升 , 所以 sizeof(+c) 是 4 个字
   节 .
   表达式 - c 也会发生整形提升 , 所以 sizeof( - c) 是 4 个字节 , 但是 sizeof(c) , 就是 1 个字节 .
   12.2 算术转换
   如果某个操作符的各个操作数属于不同的类型，那么除非其中一个操作数的转换为另一个操作数的类
   型，否则操作就无法进行。下面的层次体系称为 寻常算术转换 。
   如果某个操作数的类型在上面这个列表中排名较低，那么首先要转换为另外一个操作数的类型后执行运
   算。
   警告：
   但是算术转换要合理，要不然会有一些潜在的问题。
   12.3 操作符的属性
   复杂表达式的求值有三个影响的因素。
4. 操作符的优先级
5. 操作符的结合性
6. 是否控制求值顺序。
   两个相邻的操作符先执行哪个？取决于他们的优先级。如果两者的优先级相同，取决于他们的结合性。
   操作符优先级
   // 实例 2
   int main ()
   {
   char c = 1 ;
   printf ( "%u\n" , sizeof ( c ));
   printf ( "%u\n" , sizeof ( + c ));
   printf ( "%u\n" , sizeof ( - c ));
   return 0 ;
   }
   long double
   double
   float
   unsigned long int
   long int
   unsigned int
   int
   float f = 3.14 ;
   int num = f ; // 隐式转换，会有精度丢失
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   比特就业课 操作
   符
   描述
   用法示例
   结果类
   型
   结合
   性
   是否控制求值
   顺序
   （） 聚组
   （表达式）
   与表达
   式同
   N/A
   否
   （） 函数调用
   rexp （ rexp ， ...,rexp ）
   rexp L-R
   否
   [ ]
   下标引用
   rexp[rexp]
   lexp L-R
   否
   .
   访问结构成员
   lexp.member_name lexp L-R
   否
   ->
   访问结构指针成员
   rexp->member_name lexp L-R
   否
   ++
   后缀自增
   lexp ++
   rexp L-R
   否
   --
   后缀自减
   lexp --
   rexp L-R
   否
   !
   逻辑反
   ! rexp
   rexp R-L
   否
   ~
   按位取反
   ~ rexp
   rexp R-L
   否

单目，表示正值

• rexp
  rexp R-L
  否

单目，表示负值

• rexp
  rexp R-L
  否
  ++
  前缀自增
  ++ lexp
  rexp R-L
  否
  --
  前缀自减
  -- lexp
  rexp R-L
  否
  *
  间接访问
  * rexp
  lexp R-L
  否
  &
  取地址
  & lexp
  rexp R-L
  否
  sizeof
  取其长度，以字节
  表示
  sizeof rexp sizeof( 类
  型 )
  rexp R-L
  否
  ( 类
  型）
  类型转换
  ( 类型 ) rexp
  rexp R-L
  否
  *
  乘法
  rexp * rexp
  rexp L-R
  否
  /
  除法
  rexp / rexp
  rexp L-R
  否
  %
  整数取余
  rexp % rexp
  rexp L-R
  否

加法
rexp + rexp
rexp L-R
否

减法
rexp - rexp
rexp L-R
否
<<
左移位
rexp << rexp
rexp L-R
否
>>
右移位
rexp >> rexp
rexp L-R
否
>
大于
rexp > rexp
rexp L-R
否
>=
大于等于
rexp >= rexp
rexp L-R
否
<
小于
rexp < rexp
rexp L-R
否
<=
小于等于
rexp <= rexp
rexp L-R
否
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比特就业课 操作
符
描述
用法示例
结果类
型
结合
性
是否控制求值
顺序

等于
rexp == rexp
rexp L-R
否
!=
不等于
rexp != rexp
rexp L-R
否
&
位与
rexp & rexp
rexp L-R
否
^
位异或
rexp ^ rexp
rexp L-R
否
|
位或
rexp | rexp
rexp L-R
否
&&
逻辑与
rexp && rexp
rexp L-R
是
||
逻辑或
rexp || rexp
rexp L-R
是
? :
条件操作符
rexp ? rexp : rexp
rexp N/A
是

赋值
lexp = rexp
rexp R-L
否
+=
以 ... 加
lexp += rexp
rexp R-L
否
-=
以 ... 减
lexp -= rexp
rexp R-L
否
*=
以 ... 乘
lexp *= rexp
rexp R-L
否
/=
以 ... 除
lexp /= rexp
rexp R-L
否
%=
以 ... 取模
lexp %= rexp
rexp R-L
否
<<=
以 ... 左移
lexp <<= rexp
rexp R-L
否
>>=
以 ... 右移
lexp >>= rexp
rexp R-L
否
&=
以 ... 与
lexp &= rexp
rexp R-L
否
^=
以 ... 异或
lexp ^= rexp
rexp R-L
否
|=
以 ... 或
lexp |= rexp
rexp R-L
否
， 逗号
rexp ， rexp
rexp L-R
是
一些 问题表达式
注释：代码 1 在计算的时候，由于 * 比 + 的优先级高，只能保证， * 的计算是比 + 早，但是优先级并不
能决定第三个 * 比第一个 + 早执行。
所以表达式的计算机顺序就可能是：
// 表达式的求值部分由操作符的优先级决定。
// 表达式 1
a * b + c * d + e * f
a * b
c * d
a * b + c * d
e * f
a * b + c * d + e * f
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比特就业课 值
编译器
---128 Tandy 6000 Xenix 3.2
---95
Think C 5.02(Macintosh)
---86
IBM PowerPC AIX 3.2.5
---85
Sun Sparc cc(K&C 编译器 )
---63
gcc ， HP_UX 9.0 ， Power C 2.0.0
4
Sun Sparc acc(K&C 编译器 )
21
Turbo C/C++ 4.5
22
FreeBSD 2.1 R
30
Dec Alpha OSF1 2.0
36
Dec VAX/VMS
42
Microsoft C 5.1
注释：同上，操作符的优先级只能决定自减 -- 的运算在 + 的运算的前面，但是我们并没有办法得
知， + 操作符的左操作数的获取在右操作数之前还是之后求值，所以结果是不可预测的，是有歧义
的。
表达式 3 在不同编译器中测试结果：非法表达式程序的结果
或者：
a * b
c * d
e * f
a * b + c * d
a * b + c * d + e * f
// 表达式 2
c + -- c ;
// 代码 3- 非法表达式
int main ()
{
int i = 10 ;
i = i -- - -- i * ( i = - 3 ) * i ++ + ++ i ;
printf ( "i = %d\n" , i );
return 0 ;
}
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比特就业课 这个代码有没有实际的问题？
有问题！
虽然在大多数的编译器上求得结果都是相同的。
但是上述代码 answer = fun() - fun() * fun() ; 中我们只能通过操作符的优先级得知：先算乘法，
再算减法。
函数的调用先后顺序无法通过操作符的优先级确定。
Linux 环境的结果：
VS2013 环境的结果：
// 代码 4
int fun ()
{
static int count = 1 ;
return ++ count ;
}
int main ()
{
int answer ;
answer = fun () - fun () * fun ();
printf ( "%d\n" , answer ); // 输出多少？
return 0 ;
}
// 代码 5
#include <stdio.h>
int main ()
{
int i = 1 ;
int ret = ( ++ i ) + ( ++ i ) + ( ++ i );
printf ( "%d\n" , ret );
printf ( "%d\n" , i );
return 0 ;
}
// 尝试在 linux 环境 gcc 编译器， VS2013 环境下都执行，看结果。
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比特就业课 看看同样的代码产生了不同的结果，这是为什么？
简单看一下汇编代码 . 就可以分析清楚 .
这段代码中的第一个 + 在执行的时候，第三个 ++ 是否执行，这个是不确定的，因为依靠操作符的优先级
和结合性是无法决定第一个 + 和第
三个前置 ++ 的先后顺序。
总结 ：我们写出的表达式如果不能通过操作符的属性确定唯一的计算路径，那这个表达式就是存在问题
的。
本章完
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