C · 初阶 | 操作符详解
啊我摔倒了..有没有人扶我起来学习....
你好,我是CGod,每个人都可以5分钟编程。
欢迎来到我的主页:《CGod的后花园》
前言
- 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操作符
一、算术操作符
操作符 | 功能 |
---|---|
+ | 加 |
- | 减 |
* | 乘 |
/ | 整除 |
% | 取余 |
- 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 - 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 %
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
二、移位操作符
操作符 | 功能 |
---|---|
<< | 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,一定的是二进制位
2.1 左移操作符
移位规则:
- 左边抛弃、右边补
0
- 但实际上
num
的值没有改变,移动后的值并没有赋给num
2.2 右移操作符
移位规则:
- 首先右移运算分两种:
- 逻辑移位
左边用0
填充,右边丢弃 - 算术移位
左边用原该值的符号位填充,右边丢弃
- 逻辑移位
- 我们假设
num = -1
,它存在内存中的补码是11111111111111111111111111111111
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
三、位操作符
操作符 | 功能 |
---|---|
& | 按位与(全1 为1 ) |
| | 按位或(全0 为0 ) |
^ | 按位异或(相同为0 ,相异为1 ) |
- 注:他们的操作数==必须是整数==,操作的是二进制位
- 深入了解可以参考博主的文章《C | 妙用异或》、《算法 | 妙法统计二进制中1的个数》
四、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
操作符 | 功能(举例说明) |
---|---|
= | n = 1 |
+= | n = n + 1 |
-= | n = n - 1 |
*= | n = n * 1 |
/= | n = n / 1 |
%= | n = n % 1 |
>>= | n = n >> 1 |
<<= | n = n << 1 |
&= | n = n & 1 |
|= | n = n \| 1 |
^= | n = n ^ 1 |
- 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
五、单目操作符
5.1 单目操作符介绍
操作符 | 功能(举例说明) |
---|---|
! | 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) | (类型)强制类型转换 |
#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?可以
printf("%d\n", sizeof int);//这样写行不行?不可以
return 0;
}
- 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
5.2 sizeof 和 数组
- 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?
#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;
}
输出结果:
++
和--
运算符
- 前置
++
和--
int a = 10;
int x = ++a;
//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;
- 后置
++
和--
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;
六、关系操作符
操作符 | 功能 |
---|---|
> | |
>= | |
< | |
<= | |
!= | 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
- 警告:
在编程的过程中==
和=
不小心写错,导致错误
七、逻辑操作符
操作符 | 功能 |
---|---|
&& | 逻辑与 |
|| | 逻辑或 |
- 区分逻辑与和按位与
1&2----->0 (针对二进制位)
1&&2---->1
- 区分逻辑或和按位或
1|2----->3 (针对二进制位)
1||2---->1
逻辑与和或的特点:
#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\nb = %d\nc = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
return 0;
}
输出结果:
- 当逻辑与判断到左边的操作数为假时,右边就==不会==继续计算了
- 当逻辑或判断到左边的操作数为假时,右边就==还会==继续计算了
八、条件操作符
操作符 | 功能 |
---|---|
exp1 ? exp2 : exp3 | 若exp1 为真,执行exp2 ,否则执行exp3 |
九、 逗号表达式
操作符 | 功能 |
---|---|
exp1, exp2, exp3,…expN | 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 |
- 逗号表达式,就是用逗号隔开的多个表达式
int a = 1;
int b = 2;
int c = (a>b, a=b+10, a, b=a+1);//c = 13
十、下标引用、函数调用和结构成员
- 数组下标引用
操作符 | 功能 |
---|---|
[ ] | 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
- 函数调用
操作符 | 功能 |
---|---|
( ) | 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
#include <stdio.h>
void test1()
{
printf("bobo\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 world!");//实用()作为函数调用操作符。
return 0;
}
- 访问一个结构体的成员
操作符 | 功能 |
---|---|
. | 结构体. 成员名 |
-> | 结构体指针-> 成员名 |
#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;
}
十一、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
11.1 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
- 表达式的整型运算要在
//实例1
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
//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
1
:
#include <stdio.h>
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;
}
输出结果:
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
整形提升的例子
2
:
#include <stdio.h>
int main()
{
char c = 1;
printf("%u\n", sizeof(c));
printf("%u\n", sizeof(+c));
printf("%u\n", sizeof(-c));
return 0;
}
输出结果:
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
11.2 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
-
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。
float f = 3.14;
int num = f;//隐式转换,会有精度丢失
11.3 操作符的属性
- 复杂表达式的求值有三个影响的因素
- 操作符的优先级
- 操作符的结合性
- 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
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