【C语言】操作符详解

操作符是计算的基础,正所谓基础不牢,地动山摇,这篇文章就是为了巩固操作符量身定做

操作符详解

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

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。

3.1左移操作符

移位规则:
移位 中的 代表的就是二进制位

左边抛弃,右边补0

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

到这肯定有人疑惑,移位操作符可以干什么呢?

移位操作符一般与位操作符可以搭配使用,马上就展示,稍安勿躁

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

c 复制代码
int num = 10;
num>>-1;//error

4. 位操作符

位操作符有:

& 按位与 (按位与:同1为1,否则为0)

| 按位或 (按位或:同0为0,否则为1)

^ 按位异或 (按位异或:相同为0,不同为1)

注:他们的操作数必须是整数。

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

我们有2种方法

  1. 利用两数相加
c 复制代码
#include<stdio.h>
int main()
{
  int a=10;
  int b=20;
  a=a+b;
  b=a-b;
  a=a-b;
return 0;
}

2.利用按位异或

c 复制代码
#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;
}

4.1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。

这里可以用到移位位操作符

方法 1 .

例1 2 3 4,想看这个10进制有几个2,可以%10后/10,将每一位遍历,最后与2比较

根据这种方法,可以对一个二进制的数字%2再/2,将每一位遍历,最后与1比较

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
int num = 10;
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;
}

但是这样做有一个弊端,不能解决n为负数的情况

为了改变这一情况,将num改为unsigned int即可

方法2.

c 复制代码
#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;
}

方法3.

这种方法很精妙

每一次num = num&(num-1)都可以将二进制最后一位1给消掉

最后利用count计数,观察消除了几个1

c 复制代码
11111  //n
11110  //n-1
11110  //新的n
11101  //n-1
11100  //新的n
....
当最后一位1时,减1会变为0,&后就为0
当最后一位0时,会向前借1,&后就为0
c 复制代码
#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;
}

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

c 复制代码
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。

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。

复合赋值符

+=

-=

*=

/=

%=

&=

|=

^=

<<=与>>=

6. 单目操作符

! 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

7.关系操作符

c 复制代码
>
>=
<
<=
!= 用于测试"不相等"
== 用于测试"相等"

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。

8. 逻辑操作符

逻辑操作符有哪些:

&& 逻辑与

|| 逻辑或

区分逻辑与按位与

区分逻辑或按位或

c 复制代码
1&2----->0
1&&2---->1
1|2----->3
1||2---->1

9. 条件操作符

exp1 ? exp2 : exp3

当exp1为真,结果为exp2,否则为exp3

c 复制代码
if (a > 5)
b = 3;
else
b = -3;
转换成条件表达式,是什么样?

答案为

c 复制代码
int a = 0;
sacnf("%d",a);
int b = (a > 5 ? 3 : -1);

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

例:

c 复制代码
int a = 1;
int b = 2;
int c = (a>b, a=b+10, a, b=a+1);

c为13

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

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。

  1. ( ) 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。
c 复制代码
#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;
}
  1. 访问一个结构的成员

. 结构体.成员名

-> 结构体指针->成员名

c 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;
}

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。

c 复制代码
char a,b,c;
...
a = b + c;

b和c的值被提升为普通整型,然后再执行加法运算

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

c 复制代码
//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

整形提升的例子:

c 复制代码
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;
}

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

程序输出结果是

c

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。

long double

double

float

unsigned long int

long int

unsigned int

int

12.3操作符优先级

级别(由高到低) 操作符(使用空格分隔) 结合性

1 () [] -> . 由左向右

2 ! ~ ++ -- + - * (type) sizeof 由右向左

3 * / % 由左向右

4 + - 由左向右

5 << >> 由左向右

6 < <= > >= 由左向右

7 == != 由左向右

8 & 由左向右

9 ^ 由左向右

10 | 由左向右

11 && 由左向右

12 || 由左向右

13 ?: 由右向左

14 = += -= *= /= %= &= ^= |= <<= >>= 由右向左

15 , 由左向右

欢迎小伙伴的讨论

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