C语言——操作符

一.操作符的分类

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

二.二进制和进制转换

计算机能够识别的是2进制信息，数据在内存中存出的时候，也是以2进制的形式存储的

2进制转10进制：

10进制转换为2进制

2进制转化为8进制

8进制的数字每⼀位是0~7的，0~7的数字，各⾃写成2进制，最多有3个2进制位就⾜够了，⽐如7的二进制是111，所以在2进制转8进制数的时候，从2进制序列中右边低位开始向左每3个2进制位会换算一个8进制位，剩余不够3个2进制位的直接换算。如：2进制的01101011，换成8进制：0153，0开头的数字，会被当做8进制。

例：

2进制转换为16进制

16进制的数字每⼀位是0~9,a~f的，0~9,a~f的数字，各⾃写成2进制，最多有4个2进制位就足够了，比如f的二进制是1111，所以在2进制转16进制数的时候，从2进制序列中右边低位开始向左每4个2进制位会换算⼀个16进制位，剩余不够4个二进制位的直接换算。如：2进制的01101011，换成16进制：0x6b，16进制表示的时候前⾯加0x

例：

三.原码，反码，补码

原码：：直接将数值按照正负数的形式翻译成⼆进制得到的就是原码

反码：将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到反码。

补码:反码+1就得到补码。补码得到原码也是可以使⽤：取反，+1的操作。

正整数的原，反，补码都相同。

负整数的三种表示方法各不相同

**整数（有符号整数，无符号整数）**的2进制表示方法有三种，即原码、反码和补码

有符号整数 的三种表示方法均有符号位和数值位两部分，2进制序列中，最高位的1位是被当做符号位，剩余的都是数值位。

符号位都是0表示正，1表示负。

无符号整数的三种 2 进制表⽰相同，没有符号位，每⼀位都是数值位。

对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。

四.移位操作符

移位操作符只能对整数进行移位，移动的是二进制位（存储在内存中的补码）

<<左移操作符

移位规则：左边抛弃，右边补零

cs 复制代码

int main()
{
    int a=6;
    int b=(a<<1)
    printf（"%d\n",b）;
    return 0;
}

最后a不没有变，结果是b变了，以为之后为12

>>右移操作符

移位规则：首先右移运算分两种（具体哪种取决于编译器）：

1.逻辑右移：左边⽤0填充，右边丢弃

2.算术右移：左边⽤原该值的符号位填充，右边丢弃

对于移位运算符，不要移动负数位！

五.位操作符：& | ^ ~

&：按位与

|：按位或

^：按位异或（对应的二进制位，相同为0，相异为1）

零和任何数异或还是任何数，异或支持交换律

~：按位取反（对应的二进制位，原来是0变成1，原来是1变成0）

以上操作符的操作数必须是整数

这里举两个例子应用一下

编写代码将13二进制序列的第5位修改为1，然后再改回0

cs 复制代码

int main()
{
	int a = 13;
	a |= (1 << (5 - 1));
	printf("%d\n", a);//29
/*
13=00001101
 1=00010000
按位或00011101
*/
	a &= ~(1 << (5 - 1));
/*
29=00011101
   11101111
按位与00001101
*/
	return 0;
}

不创建临时变量（第三个变量），实现两个整数的交换

cs 复制代码

int main()
{
//0与任何数按位异或都为任何数
    int a=10;
    int b=20;
    a=a^b;//a'=a^b
    b=a^b;//b=a'^b=a^b^b=a
    a=a^b;//a=a^b^a=b
    printf("a=%d b=%d\n",a,b);
    return 0;
}

六.单目操作符

！ ++ -- & * + - ~ sizeof ( 类型 )

七.逗号表达式

cs 复制代码

exp1,exp2,exp3,...expN

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

八.下标访问[ ],函数调用（）

1.[ ]下标引用操作符

操作数：一个数组名+一个索引值（下标）

cs 复制代码

int arr[10];
arr[9]=10;//使用下标引用操作符
[ ]的两个操作是arr和9

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

九.结构成员访问操作符

在学习这个操作符之前，我们得先知道一个概念：结构体

结构是⼀些值的集合，这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量，如：标量、数组、指针，甚至是其他结构体

1.结构体的声明和结构体变量的创建和初始化

cs 复制代码

struct tag//（自定义的一个名字）
{
    member -list;//里面可以有一个或多个成员
}variable-list;//(可有可无)


//例：描述一个学生
struct Stu
{
    char name[20];
    int age;
    char id[11];
    float score;
}s6,s7,s8;//声明的同时顺便创建了几个变量，可有可无，这是全局变量
struct Stu s4;//全局变量
int main()
{    
    int num=0;
    struct Stu s1;//结构体变量的创建，s1，s2，s3都是局部变量
    struct Stu s2={"zhangsan",20,"20240809"，85.5f};//初始化用大括号
    struct Stu s3={.age=18,.name="wangcai",.score=95.5f,.id="20240801"};//想指定初始化那个这里就用到了结构访问操作符.去初始化
    return 0;

}

2.结构体的嵌套

cs 复制代码

struct Peo
{
    char name[30];
    int age;
    char tele[12];
};
struct Ebook//实现一个通讯录,这个结构体就包含了另一个结构体
{
    struct Peo data[100];
    int count;
};
int main()
{
    struct Peo p1={"zhangsan",20,"12372324"};
    struct Ebook eb={{{"wangwu",19,"19378634"},{"cuihua",18,"28646375"}},0};
    printf("%s\n",p1.name);//访问结构体变量打印姓名（.结构成员访问操作符）
    printf("%s\n",p1.age);    
    printf("%s\n",eb.data[1].name);//打印翠花的名字
    return 0;
}

3，结构体成员的直接访问操作符.

使用方式：结构体变量.成员名

具体使用示例见上面代码

4.结构体成员的间接访问操作符->

使用方式：结构体指针->成员名

具体使用实例待后面学完指针详细说明，结构体也会在后面详细学习

十，操作符的优先级和结合性

1.优先级：

如果一个表达式包含很多操作符，我们需要知道那个操作符优先，优先级高的先进行计算

2.结合性：

如果两个运算符优先级相同，这时没法确定先算哪个就看结合性。根据运算是左结合还是右结合，决定执行顺序。

具体可参考下表

十一，表达式求值

1.整型提升

cs 复制代码

int main()
{
    int a=100;
    long c=100l;//编译器会默认100是整型，除非你在后面加个l，它会转变为long型
    long long b=100ll;//同理
    float f=3.14f;//这里规定会被默认为double类型，所以我们再后面加个f就会转换为float类型
    return 0;
}

C语言中整型算术运算总是至少以缺省（默认）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。

如何整型提升？

（1）. 有符号整数提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的

（2）.无符号整数提升，高位补0

cpp 复制代码

int main()
{
//char是有符号的，signed char
    char a=20;//截断后存进了a，因为a一个字符只占了八个字节，存不下那么多所以要截断
    //000000000000000000010100
    //只有00010100存进了a
    char b=120;//发生截断
    //000000000000000001111000
    //01111000存进了b
    char c=a+b;
//整型提升
    //a-00010100-提升000000000000000000010100
    //b-01111000-提升000000000000000001111000
    // 相加所得的是补码0000000000000000010001100
    //存进c里的为100001100
    printf("%d",c);
    //c提升后为111111111111111110001100-补码
    //打印的是原码-100000000000000001110100-转化为十进制就是-116
    return 0;
}

以上代码中b和a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c中

打印结果就为-116

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，则除非其中⼀个操作数的转换为另⼀个操作数的类型，否则操作就不能进行。这个我们不需要过多操心，编译器会自动转化

3.问题运算代码举例

(1)

cs 复制代码

c + --c

这个代码运算的问题是，前一个c的开始取值不知道，因为后一个--c先进行计算，不确定前一个c是初定义的值还是减减后的值

(2)

cs 复制代码

a*b + c*d + e*f

不确定是以下哪种顺序，因为以下都符合正确的优先级和结合性

（3）

cs 复制代码

int main()
{
    int answer;
    answer=fun()-fun()*fun();
    printf("%d\n",answer);
    return 0;
}

这个我们只能通过优先级知道先算乘法，再算减法，而上面三个fun函数调用先后顺序无法通过操作符的优先级确定，不一样的先后顺序就导致了结果的不同

所以我们尽量不要写那样运算符冗杂混乱的代码，不确定优先级的操作符可以加以括号进行辅助。