C/C++ 基础笔记（二）

本篇核心知识：运算符（赋值 / 算术 / 自增自减 / 关系 / 逻辑 / 位 / 逗号）、表达式、三目运算、变量交换、二进制特性、switch 分支、循环语句、跳转语句、语法细节

一、赋值运算符

概念

双目运算符，用于给变量赋值，可与算术、位运算符组合成复合赋值运算符。

特性

只能与双目运算符 复合（如+=、-=、*=、&=、^=、<<=、>>=）。
不可与单目运算符复合。
优先级：最低之一，右结合。

代码示例

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int a = 10;
a += 5;   // 等价于 a = a + 5
a %= 3;   // 等价于 a = a % 3

二、运算符优先级与结合性

概念

优先级决定运算顺序；结合性决定同级运算执行方向（左→右或右→左）。

特性

优先级从高到低：
- 单目（++、--、!、~、正负号）
- 算术（* / % → + -）
- 移位（<<>>）
- 关系（<<=> >= → == !=）
- 逻辑（&& → ||）
- 三目（?:）
- 赋值（=、+=、-=...）
- 逗号（,）最低
结合性：
- 单目、赋值、三目：右结合
- 其余（算术、关系、逻辑、移位、逗号）：左结合

代码示例

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int a = 2 + 3 * 4;   // 先乘后加 → a=14
int b = 10, 20, 30;  // 逗号表达式 → b=30

三、算术运算符

概念

完成加减乘除、取余等数值运算。

特性

/：整数相除取整；浮点相除得小数。
%：仅整数可用，求余数；小数不能取余。
整数运算默认提升为 int。

代码示例

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int a = 5 / 2;      // 2（整数相除）
double b = 5.0 / 2; // 2.5
int c = 7 % 3;      // 1

四、自增 / 自减运算符

概念

对变量自身值 + 1（++）或 - 1（--），分前置与后置。

特性

前置（++x /--x） ：先变值，后使用；效率高；右结合。
后置（x++ /x--） ：先使用，后变值 ；优先级高于前置。
仅适用于变量，不可用于常量 / 表达式。

代码示例

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int x = 1;
int a = ++x;  // x=2, a=2（先加后用）
int b = x++;  // x=3, b=2（先用后加）

相似概念比较：前置 vs 后置

前置：先运算再取值 → 可连续运算、效率高。

后置：先取值再运算 → 临时保存旧值、效率低。

五、三目运算符（条件表达式）

概念

表达式1 ? 表达式2 : 表达式3，简化 if-else。

特性

表达式 1 为真 → 执行表达式 2；为假 → 执行表达式 3。
可嵌套。
优先级：低于关系、逻辑；高于赋值。

代码示例

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int a = 10, b = 20;
int max = (a > b) ? a : b; // max=20

六、关系运算符

概念

比较两个数据大小关系，结果为真 (1)**或**假 (0)。

特性

包括：< <= > >= == !=。
连续关系（如a < b < c）不合法 ，等价于(a < b) < c，易出错。

代码示例

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int a = 5, b = 10;
bool flag = (a < b);  // true → 1

七、逻辑运算符

概念

连接多个条件表达式，判断整体真假。

特性

&&（逻辑与）：两边全真才真 ；短路：左假→右不执行。
||（逻辑或）：一边真即真 ；短路：左真→右不执行。
!（逻辑非）：取反；单目。

代码示例

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int a = 0, b = 1;
bool res1 = (a && b); // false
bool res2 = (a || b); // true

八、位运算符

概念

直接操作二进制位，运算以补码进行，符号位参与运算。

特性

& 按位与：同 1 为 1，否则 0。
| 按位或：有 1 为 1，否则 0。
^ 异或：相同为 0，不同为 1（原文已修正）。
~ 按位取反：0 变 1，1 变 0；单目。
<< 左移：高位丢弃、低位补 0；等价 ×2。
>> 右移：低位丢弃、高位补符号位；等价 ÷2。

代码示例

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int a = 5;   // 0101
int b = 3;   // 0011
int c = a ^ b; // 0110 → 6

九、逗号运算符

概念

连接多个表达式，从左到右依次求值 ，结果为最后一个表达式值。

特性

优先级最低。
常用于 for 循环多变量控制。

代码示例

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int a = (1, 2, 3); // a=3
for (int i=0, j=10; i<j; i++, j--);

十、变量交换三种方法

概念

实现两个变量值互换。

特性

临时变量法：通用、安全、无溢出。
加减法 ：a=a+b; b=a-b; a=a-b; → 可能溢出。
异或法 ：a=a^b; b=a^b; a=a^b; → 无溢出、高效。

代码示例

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int a = 2, b = 3;
// 临时变量法
int c = a;
a = b;
b = c;
// 加减法
a = a + b;
b = a - b;
a = a - b;
// 异或法
a ^= b;
b ^= a;
a ^= b;

十一、2 的 N 次方二进制特性

概念

2^N 在二进制中只有 1 位为 1，其余全 0。

特性

判断：x > 0 && (x & (x - 1)) == 0 → 是 2 的幂。

代码示例

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int x = 8; // 1000
bool isPower = (x & (x - 1)) == 0; // true

十二、switch 语句

概念

多分支选择语句，匹配整型常量执行对应分支。

特性

表达式必须为整型（int/char/enum）。
case 后为整型常量 ，值唯一不重复。
default 可选，匹配失败时执行。
case 内不可定义变量（作用域风险）。
break ：跳出 switch；无 break 会穿透。

代码示例

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int score = 3;
switch (score){
      case 1: cout << "差"; break;
      case 2: cout << "中"; break;
      case 3: cout << "良"; break;
    default: cout << "无效";
}

相似概念比较：switch vs if-else

switch：整型常量分支、效率高、结构清晰。
if-else：任意条件、灵活、分支多时效率低。

十三、循环语句

概念

重复执行代码块，由循环变量、条件、增量组成。

特性

for ：先判断 → 执行体 → 更新；适合已知次数。
while ：先判断，后执行；可能 0 次。
do-while ：先执行，后判断 ；至少 1 次。

代码示例

复制代码

// for
for (int i=0; i<5; i++) cout << i;

// while
int i=0;
while (i<5) { cout << i; i++; }

// do-while
i=0;
do { cout << i; i++; } while (i<5);

相似概念比较：while vs do-while

while：先判后做 → 可能不执行。
do-while：先做后判 → 至少一次。

十四、跳转语句

概念

改变程序执行流程。

特性

break ：跳出一层循环 /switch。
continue ：跳过本次循环，进入下一次判断。
goto ：无条件跳标签；慎用，易破坏结构。

代码示例

复制代码

for (int i=0; i<5; i++)
{
    if (i == 2) continue; // 跳过i=2
    if (i == 4) break;     // 结束循环
    cout << i;
}

十五、语法细节

概念

大括号、分号使用规则。

特性

函数 / 普通代码块 {} 不加分号。
结构体 / 类定义结束 必须加分号。

代码示例

复制代码

// 函数：无分号
void fun() {}

// 结构体：必须分号
struct Stu { int id; };