初始C语言——详细讲解操作符以及操作符的易错点

系列文章目录

第一章 "C"浒传------初识C语言(更适合初学者体质哦!)

第二章 详细认识分支语句和循环语句以及他们的易错点

第三章 初阶C语言------特别详细地介绍函数

第四章 初始C语言------详细地讲解数组的内容以及易错点

第五章 初始C语言------详细讲解操作符以及操作符的易错点


目录

系列文章目录

前言

一、操作符分类

二、算术操作符(两个操作数)

三、移位操作符(两个操作数)

[3.1 左移操作符 <<](#3.1 左移操作符 <<)

[3.2 右移操作符 >>](#3.2 右移操作符 >>)

[3.3 警告](#3.3 警告)

四、位操作符(两个操作数)

[4.1 按位与 &](#4.1 按位与 &)

按位与的具体应用:

[4.2 按位或 |](#4.2 按位或 |)

[4.3 按位异或 ^](#4.3 按位异或 ^)

按位异或的具体应用:

[4.4 有关二进制位的练习](#4.4 有关二进制位的练习)

五、赋值操作符

复合赋值符

六、单目操作符(一个操作数)

[6.1 单目操作符介绍](#6.1 单目操作符介绍)

[6.2 逻辑反操作符 !](#6.2 逻辑反操作符 !)

[6.3 取地址操作符 & 和解引用操作符 *](#6.3 取地址操作符 & 和解引用操作符 *)

[6.4 计算操作数的类型长度 sizeof](#6.4 计算操作数的类型长度 sizeof)

[6.5 ++ 和 -- 操作符](#6.5 ++ 和 -- 操作符)

七、关系操作符(两个操作符)

八、逻辑操作符(两个操作符)

[8.1 逻辑与操作符 &&](#8.1 逻辑与操作符 &&)

[8.2 逻辑或操作符 ||](#8.2 逻辑或操作符 ||)

[8.3 逻辑短路](#8.3 逻辑短路)

九、条件操作符(三目操作符)

十、逗号表达式

十一、下标引用、函数调用和结构成员

[11.1 [ ]下标引用操作符(两个操作数)](#11.1 [ ]下标引用操作符(两个操作数))

[11.2 ( )函数调用操作符(至少一个操作数)](#11.2 ( )函数调用操作符(至少一个操作数))

[11.3 访问一个结构的成员](#11.3 访问一个结构的成员)

总结


前言

在上一章内,小编带领大家详细地学习了有关数组的相关内容, 学习了**++一维数组和二维数组的创建与初始化++ ,++一维数组和二维数组在内存中如何存储++ ,++数组越界++ ,++数组作为函数参数怎么办?++**

而在这一章内,小编将要带领大家进行学习操作符的内容,大家从目录也不难看出这章内容也是很多,已经囊括了所有操作符,希望大家也能有耐心地将这一章看完。


一、操作符分类

**为什么要学习操作符?++是为了进行表达式求值。++**在学习操作符之前,先跟着小编进行学习操作符的分类吧!

  • 算术操作符:+++、-、*、/、%++
  • 移位操作符:++<<、>>++
  • 位操作符:++&、|、^++
  • 赋值操作符:++=、+=、-=、/=、*=、%=......++
  • 单目操作符:++!、-、+、sizeof、~、(类型)++
  • 关系操作符:++>、<、>=、<=、!=、==++
  • 逻辑操作符:++&&、||++
  • 条件操作符:++exp1?exp2:exp3++
  • 逗号表达式:++exp1,exp2,exp3,......expN++
  • 下标引用、函数调用和结构成员:++[ ]、()、.、->++

二、算术操作符(两个操作数)

在这一部分,小编认为没什么可以讲的,但是这篇博客是详细讲解操作符,所以还是要讲解一下易错点吧!算术操作符,顾名思义就是数学上的一些运算 :+++、-、*、/、%。++ +、-、*这三个运算符没有什么可以讲的,接下来,小编重点讲解:/、%。

  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。而两个数中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。

三、移位操作符(两个操作数)

小编在讲之前先提一嘴,++移位操作符移动的是二进制的位++。在这里,我们先来讲一下C语言的二进制。

对于一个整数来说是四个字节 ,也就是**==32bit位**。++一个整数写成二进制序列的时候,就是32个bit位。++下面看图理解:

1)对于有符号的整数来说,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。

2)对于无符号整数来说,没有符号位,所有位都是有效位。
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就是原码。++

反码:++原码的符号位不变,其他位按位取反。++

补码:++反码的二进制 +1 就是补码。++

从例子中,我们可以看出对于正的整数原码,反码,补码是相同的,无需计算;对于负的整数原码,反码,补码是需要进行计算的。

整数在内存中存放的都是补码,整数在计算的时候也是用二进制进行计算。


3.1 左移操作符 <<

移位规则:++左边抛弃,右边补0。++

在常规的数字里面是不会出现特殊情况的,一般地,在效果上,左移一位相当于乘2。 对于正数来说,还是对于负数来说,其实都一样,只是在一些特别大的数是不一样的,++基本都遵循:丢弃符号位,不管左边高位是什么,后面补的数字成为符号位。++

下面举个例子:


3.2 右移操作符 >>

小编先说一句:右移操作符比较难。首先++右移运算分为两种:1.逻辑右移;2.算术右移。++ 这两种++主要的区别是:关键看左边补什么++。

移位规则: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。

同样地,在常规的数字里面是不会出现特殊情况的,一般地,在效果上,右移一位相当于除以2。 对于正数来说,++遵循:丢弃右边一位,左边直接补0++。 而对于负数来说,有两种情况,所以一般请先了解你所使用的编译器是哪种右移运算,方法在下面。++遵循:如果是算术右移:左边用原改制的符号位填充;如果是逻辑右移:左边补0。++

下面举个例子:

对于正整数来说,这两种右移操作都一样;而对于负整数来说,这两种右移操作不太一样,所以要重点来看负整数。 我们可以根据这个差异,编写一个代码看你们所使用的编译器支持哪种右移操作。vs用的是算术右移,大部分编译器用的都是算术右移。下面看代码:

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = -10 >> 1;
	if (a < 0)
		printf("该编译器用的是算术右移!\n");
	else
		printf("该编译器用的是逻辑右移!\n");
	return 0;
}

3.3 警告

对于移位操作符,不要移动负数位,这个是标准未定义的。看下图:


四、位操作符(两个操作数)

在初学C语言时,老师应该是不会讲这一部分的,起码我们老师没有讲,但**这一部分是非常重要的, 他在二进制的一些题目中有大作用。++但大家不要将位操作符与逻辑操作符搞混!++**下面,就由小编我来带领大家进行分开学习吧!

4.1 按位与 &

运算规则:++同时为1,才为1;一旦有0,则为0。++

我们记住这个运算规则后进行计算即可,下面进行代码讲解:

cpp 复制代码
int main()
{
	int a = 7;
	int b = -10;
	int c = a & b;//按二进制的位与
	//00000000 00000000 00000000 00000111 ----- 7的补码
	//10000000 00000000 00000000 00001010
	//11111111 11111111 11111111 11110101
    //*************************************
	//*11111111 11111111 11111111 11110110*----- -10的补码
	//*00000000 00000000 00000000 00000111*----- 7的补码
    //*************************************
	//同1为1,有0则0
	//00000000 00000000 00000000 00000110 ----- 6
	printf("%d", c);
	return 0;
}

按位与的具体应用:

如果我想得到某个数的二进制补码上某一位到底是1还是0,我们可以使用按位与运算进行得到。为什么呢?

++基本思路是:因为按位与的运算规则是:同1为1,有0则0。假如你想要求某个数的二进制补码上最后一位的数,你只需按位与上1(2^0),则可以得出某个数的二进制补码上最后一位的数是什么,如果按位与上1等于1的话,最后一个数是1,如果是0,则最后一个数是0。同理,如果你想要求某个数的二进制补码上倒数第二位的数,你只需按位与上2(2^1)。++

++**题目一:**求某个数的二进制补码上某一位的数是什么?++

********************************************************************************************************

++方法: 由上面的基本思路可以总结出一个公式:如果你想要求某个数的二进制补码上倒数第N位的数,你只需要用某个数按位与上2的(N-1)次方(2^(N-1))即可。++

********************************************************************************************************

代码:

cpp 复制代码
int main()
{
	int num = 10;
	//如果想要求10的二进制补码中最后一位数
	int ans = num & 1;
	printf("ans = %d\n", ans);
	return 0;
}

题目二: 求出某一个数的二进制补码的最后一个为1的位置的数。

********************************************************************************************************

方法:

********************************************************************************************************

代码:

cpp 复制代码
 int onlyone = eor & (~eor + 1);

4.2 按位或 |

运算规则:++同时为0,才为0;一旦有1,则为1。++

这种运算是不需要进行讲解的,只要记住运算规则就会做运算,下面进行代码讲解:

cpp 复制代码
int main()
{
	int a = 7;
	int b = -10;
	int c = a | b;//按二进制的位或
	//00000000 00000000 00000000 00000111 ----- 7的补码
	//10000000 00000000 00000000 00001010
	//11111111 11111111 11111111 11110101
	//*************************************
	//*11111111 11111111 11111111 11110110*----- -10的补码
	//*00000000 00000000 00000000 00000111*----- 7的补码
	//*************************************
	//同0为0,有1则1
	// 11111111 11111111 11111111 11110111 补码
	// 11111111 11111111 11111111 11110110 反码
	// 10000000 00000000 00000000 00001001 原码 --- -9
	printf("%d", c);
	return 0;
}

4.3 按位异或 ^

运算规则:++相同为0,不同为1。++ 在这里提两个式子要记住:****++a ^ a = 0;a ^ 0 = a。++

++性质:按位运算遵循交换律和结合律。++

虽然,按位异或的运算规则比较简单,但是以后还要学习一个**按位同或的运算规则:++相同为1,不同为0。++**所以,这两种运算容易搞混。

那怎么记按位异或呢?++按位异或------就是无进制相加。++怎么理解无进制相加呢?看下图:

cpp 复制代码
int main()
{
	int a = 7;
	int b = -10;
	int c = a ^ b;//按二进制的位异或
	//00000000 00000000 00000000 00000111 ----- 7的补码
	//10000000 00000000 00000000 00001010
	//11111111 11111111 11111111 11110101
	//*************************************
	//*11111111 11111111 11111111 11110110*----- -10的补码
	//*00000000 00000000 00000000 00000111*----- 7的补码
	//*************************************
	//相同为0,不同为1
	// 11111111 11111111 11111111 11110001 补码
	// 11111111 11111111 11111111 11110000 反码
	// 10000000 00000000 00000000 00001111 原码 --- -15
	printf("%d", c);
	return 0;
}

按位异或的具体应用:

一道很变态的面试题:

++**题目一:**不能创建临时变量(第三个变量),实现两个数的交换。++

********************************************************************************************************

++**方法1:**先将a,b两个数进行相加赋给a,然后用a减去b赋给b,这样b中存的就是a,然后再用a减去b(b的值此时是a)赋给a,则a的值就是b的值了。++

********************************************************************************************************

代码:

cpp 复制代码
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 90;
	printf("交换前:a = %d, b = %d\n", a, b);
	//方法一:
	a = a + b;
	b = a - b;
	a = a - b;
	printf("交换后:a = %d, b = %d\n", a, b);
	return 0;
}

++缺陷: 如果变量的值非常大的话,就会出现数据截断。++

********************************************************************************************************

++方法2: 用按位异或,根据a ^ a = 0,a ^ 0 = a,就可以得出。在这个过程中不会产生进位,则数据不会溢出。++

********************************************************************************************************

代码:

cpp 复制代码
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 90;
	printf("交换前:a = %d, b = %d\n", a, b);
	//方法二:
	a = a ^ b;
	b = a ^ b;
	a = a ^ b;
	printf("交换后:a = %d, b = %d\n", a, b);
	return 0;
}

++缺陷: 这个代码可读性不高,效率也不高。++
++题目二: 给定一个数字arr,其中只有两个数字出现了奇数次,其它数字都出现了偶数次,按照从小到大顺序输出这两个数。++

********************************************************************************************************

++方法: 先将这些数全部异或一下,可以得到出现奇数次的两个数的异或结果赋给eor,说明这两个数一定不相等,而且eor的二进制中一定有一个位置是1,求出此位置为1的数(看4.1 按位与的具体应用),然后将数组里的数分成两个部分,一个部分是此位置为1的数,另一部分是此位置为0的数。那么这两个数就分开了,随便挑一组数据进行异或就可以求出一个数,再用eor异或就求出了另一个数。++

********************************************************************************************************

代码:

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
int main() 
{
    int n = 0;
    int eor = 0, eor1 = 0;
    int temp = 0, ans = 0;
    scanf("%d", &n);
    int arr[100000];
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        scanf("%d", &arr[i]);
    }
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        eor ^= arr[i];
    }
    int onlyone = eor & (~eor + 1);
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        if((onlyone & arr[i]) != 0)
            eor1 ^= arr[i];
    }
    ans = eor ^ eor1;
    if(eor1 > ans)
    {
        temp = eor1;
        eor1 = ans;
        ans = temp;
    }
    printf("%d %d\n", eor1, ans);
    return 0;
}

4.4 有关二进制位的练习

题目: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。


五、赋值操作符

赋值操作符是一个很棒的操作符,如果之前的值你不满意,使用这个操作符你可以给自己重新赋值。

举个例子:

cpp 复制代码
int weight = 120;//体重
weight = 80;//不满意就赋值
double salary = 100000.0;
salary = 200000.0; //使用赋值操作符赋值

赋值操作符可以连续使用,不过要从右向左依次执行。

cpp 复制代码
	int a = 10;
	int x = 0;
	int y = 20;
	a = x = y + 1; //连续赋值,可读性不高
	//改进
	x = y + 1;
	a = x;//这样写更加清晰爽朗而且便于调试

复合赋值符

cpp 复制代码
+=
-=
*=
/=
%=
>>=
<<=
&=
|=
^=

这些运算符都可以写成复合的效果,使代码更加整洁
举个例子:

cpp 复制代码
	int x = 10;
	x = x + 10;
	x += 10; //这样写比较整洁

六、单目操作符(一个操作数)

6.1 单目操作符介绍

6.2 逻辑反操作符 !

运算规则:++将真的变成假的,将假的变成真的++。

下面看使用场景:

cpp 复制代码
int main()
{
    int a = 0;
    if(!a)
        printf("hehe\n");
    return 0;
}

6.3 取地址操作符 & 和解引用操作符 *

取地址操作符是++将一个变量的地址取出来存放在p中++,解引用操作符是++通过p所存放的地址找到p所指向的对象。++

6.4 计算操作数的类型长度 sizeof

cpp 复制代码
int main()
{
	int a = 10;
	printf("%d\n", sizeof(a));
    printf("%d\n", sizeof a); //这种写法是正确的,证明了sizeof不是函数,函数后的括号省略不了
	printf("%d\n", sizeof(int));
	return 0;
}

由上图代码可知,**sizeof既能计算变量的长度,也能计算类型长度。**此代码运行后,为什么会出现下图情况:

因为++sizeof计算的结果是size_t类型的++ ,++size_t是无符号整形的++ ,对size_t类型的数据进行打印,++可以使用%zd++ 。 在一些古老的编译器是不支持%zd的,也++可以使用%u++。

6.5 ++ 和 -- 操作符

运算规则:++前置++(--):先+(-)1,后使用;后置++(--):先使用,后+(-)1。++


七、关系操作符(两个操作符)

这些操作符比较简单,没有什么可以讲的,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。++


八、逻辑操作符(两个操作符)

8.1 逻辑与操作符 &&

运算规则:++逻辑与就是并且,全真为真,有假即假。++

区分逻辑与按位与

cpp 复制代码
1 & 2  -------->0
1 && 2 -------->1

8.2 逻辑或操作符 ||

运算规则:++逻辑或就是或者,全假为假,有真即真。++

区分逻辑或按位或

cpp 复制代码
1 | 2 -------->3
1 || 2 ------->1

8.3 逻辑短路

运算规则:++&& 左边操作数如果为假,右边的运算式可以不算;|| 右边操作数如果为真,右边的运算式可以不算 。++

学到这个操作符后,我突然想到了我同学问我的一道题目:

我刚看到这个题是有疑惑的,因为b和c选项感觉都是错的,其实并不是。因为c选项是涉及一些知识点是我不知道的,因为有逻辑短路,++在C语言中,我们进行运算的时候,我们需要进行优化代码,不让这个程序进行超负荷的运算。++ 在程序中,因为,a||(b = c)是这个逻辑运算,++为什么会有逻辑短路呢?为了减少程序的计算量,++在进行这个逻辑运算的时候,C语言采用了在保持原逻辑运算正确的同时,通过已确定表达式的确切值的情况下,不计算后面的运算来简化运算。

**++在或运算中,如果a为真,后面的值不管是什么,我们都不需要进行计算,因为程序的结果已经知道了,就应该进行逻辑短路++,**然后就不计算b = c,所以没有将c赋值给b, b还是等于原值。如果a为假,说明后面的结果可能会影响整个结果,所以就不能进行逻辑短路。

下面有一道笔试题:

题目:

cpp 复制代码
int main()
{
	int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
	i = a++ && ++b && d++;
	printf(" a = %d\n b = %d\n c = %d\n d = %d\n", a, b, c, d);
	return 0;
}

答案:


九、条件操作符(三目操作符)

我感觉这个操作符是用来简化代码的,具体看下面代码:

cpp 复制代码
if (a > 5)
	b = 3;
else
	b = -3;
//等价于
b = a > 5 ? 3 : -3;

具体应用:

++**题目:**使用条件表达式实现找两个数中的较大值++

++**方法:**利用条件表达式++

代码:

cpp 复制代码
int main()
{
	int a = 90, b = 78;
	int ans = a > b ? a : b;
	printf("%d\n", ans);
	return 0;
}

十、逗号表达式

运算规则:++从左向右依次执行计算,整个表达式的结果是最后一个表达式的结果,前面的计算可能会影响后面的结果。++

下面看使用场景:

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

十一、下标引用、函数调用和结构成员

11.1 [ ]下标引用操作符(两个操作数)

操作数:++一个数组名 + 一个索引值++

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

11.2 ( )函数调用操作符(至少一个操作数)

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。++

11.3 访问一个结构的成员

. 结构体.成员名

-> 结构体指针->成员名


总结

在这一部分,小编详细地编写了有关操作符详解的一篇博客。希望大家看完以后,进行点评,谢谢大家!

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