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【鹏哥C语言网课笔记】操作符详解

凛冬已至夏日未远 2022-05-02 阅读 34

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算术操作符

移位操作符

左移操作符

右移操作符

位操作符

赋值操作符

复合赋值符

单目操作符

取地址操作符和解引用操作符

sizeof()

~按位取反

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

[ ] 下标引用操作符

( ) 函数调用操作符

访问一个结构的成员

表达式求值

隐式类型转换

算术转换

操作符的属性


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。

移位操作符

<< 左移操作符
>> 右移操作符

移位操作符的操作数只能是整数

左移操作符

移位规则: 左边抛弃、右边补0

 

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

 

 注意:对于移位运算符,不要移动负数位,这个是标准未定义的

int num = 10;
num>>-1;//error

位操作符

& //按位与
| //按位或
^ //按位异或
注:他们的操作数必须是整数

& :对应的二进制位都为1 时,则为1;否则为0

|:只要对应的二进制位有一个是1,结果就是1,同为0,才是0

^:对应的二进制位相同为0;不同为1

例题1:不能创建临时变量(第三个变量),实现两个数的交换

#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; 
}

  

例题2:求一个整数存储在内存中的二进制中1的个数

C语言的基本类型在内存中以二进制的形式储存的。所有整数(正负零)在内存中都是以补码的形式存在

//方法1:
#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; 
}
//思考还能不能更加优化,这里必须循环32次的。
//方法2:
#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; }
//这种方式是不是很好?达到了优化的效果,但是难以想到。

赋值操作符

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,但是这样的写法不推荐
x = y+1; a = x;//这样的写法更加清晰爽朗而且易于调试

复合赋值符

+=
-=
*=
/=
%=
>>=
<<=
&=
|=
^=
int x = 10; 
x = x+10;
x += 10;//复合赋值
//其他运算符一样的道理。这样写更加简洁

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

取地址操作符和解引用操作符

sizeof()

 short是2个字节

#include <stdio.h>
void test1(int arr[])
{
 printf("%d\n", sizeof(arr));//4
}
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));//40
 printf("%d\n", sizeof(ch));//10
 test1(arr);  // 数组传参传递过去的是首元素的地址
 test2(ch);  // 数组传参传递过去的是首元素的地址
 return 0; 
}

~按位取反

  

关系操作符

>
>=
<
<=
!=      用于测试“不相等”
==      用于测试“相等”

逻辑操作符

&&     逻辑与
||     逻辑或

注意: 区分逻辑与 按位与,区分逻辑或 按位或

1&2----->0 
1&&2---->1 
1|2----->3 
1||2---->1
#include <stdio.h>
int main()
{
    int i = 0,a=0,b=2,c =3,d=4;
    i = a++ && ++b && d++; 
    //逻辑与,最左边求得为假,后面的部分就不会计算,a++先使用a。再+1
    printf("a = %d\n b = %d\n c = %d\nd = %d\n", a, b, c, d); //1 2 3 4
    return 0; 
}


#include <stdio.h>
int main()
{
    int i = 0,a=1,b=2,c =3,d=4;
    i = a++ && ++b && d++; 
    printf("a = %d\n b = %d\n c = %d\nd = %d\n", a, b, c, d); //2 3 3 5
    return 0; 
}


#include <stdio.h>
int main()
{
    int i = 0,a=1,b=2,c =3,d=4;
    i = a++||++b||d++; //逻辑或,最左边为真,后面的就不用计算
    printf("a = %d\n b = %d\n c = %d\nd = %d\n", a, b, c, d); //2 2 3 4
    return 0; 
}

条件操作符

exp1 ? exp2 : exp3
if (a > 5)
        b = 3;
else
        b = -3;

a > 5 ? 3 : -3

逗号表达式

exp1, exp2, exp3, …expN

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。
//代码1
int a = 1;
int b = 2;
int c = (a>b, a=b+10, a, b=a+1);//逗号表达式
printf("%d",c);  //c=(b=a+1)

//代码2
if (a =b + 1, c=a / 2, d > 0)

//代码3 
a = get_val();
count_val(a);
while (a > 0) {
   //业务处理
   a = get_val();
   count_val(a);
}
如果使用逗号表达式,改写:
while (a = get_val(), count_val(a), a>0) {
         //业务处理
}

下标引用、函数调用和结构成员

[ ] 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

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("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;
 }

 

上面操作数包括:get_max , a , b这三个

访问一个结构的成员

. 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; 
}

 

 

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。

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

C语言中字节数少于整型字节数的数据类型在进行整型运算时,该类型的数据会被 默认转为整型数据

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?

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
//实例1
int main()
{
 char a = 0xb6; //a是char类型会被整型提示
 short b = 0xb600;
 int c = 0xb6000000;
 if(a==0xb6) //此时a被提升后就不等于原来0xb6
 printf("a");
 if(b==0xb600) //b是short类型,也同理
 printf("b");
 if(c==0xb6000000)  //c是int类型,不用提升
 printf("c");
 return 0; 
}

输出c
//实例2
int main()
{
 char c = 1;
 printf("%u\n", sizeof(c));  //1
 printf("%u\n", sizeof(+c)); //4
 printf("%u\n", sizeof(-c)); //4
 printf("%u\n", sizeof(!c)); //1
 return 0; 
}

sizeof(c) ,就是1个字节
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
char只取反的话不会发生整型提升

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

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。注意 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

操作符的属性

 

//表达式1 
a*b + c*d + e*f
在计算的时候,由于*比+的优先级高,只能保证,*的计算是比+早,但是优先级并不能决定第三个*比第一个+早执行。

所以表达式的计算机顺序就可能是:
a*b 
c*d 
a*b + c*d 
e*f 
a*b + c*d + e*f

或者

a*b 
c*d 
e*f 
a*b + c*d 
a*b + c*d + e*f

//表达式2 
c + --c;
操作符的优先级只能决定自减--的运算在+的运算的前面,但是我们并没有办法得知,+操作符的左操作数的获取在右操作数之前还是之后求值,所以结果是不可预测的,是有歧义的。
//代码3-非法表达式
int main()
{
 int i = 10;
 i = i-- - --i * ( i = -3 ) * i++ + ++i;
 printf("i = %d\n", i);
 return 0; 
}
在不同编译器中测试结果不同
//代码4
int fun()
{
     static int count = 1;
     return ++count; 
}
int main()
{
     int answer;
     answer = fun() - fun() * fun();
     printf( "%d\n", answer);//输出多少?
     return 0; 
}
虽然在大多数的编译器上求得结果都是相同的。
但是上述代码 answer = fun() - fun() * fun(); 中我们只能通过操作符的优先级得知:先算乘法,
再算减法。
但是!函数的调用先后顺序无法通过操作符的优先级确定。
//代码5
#include <stdio.h>
int main()
{
 int i = 1;
 int ret = (++i) + (++i) + (++i);
 printf("%d\n", ret);
 printf("%d\n", i);
 return 0; 
}

这段代码中的第一个 +(L->R) 在执行的时候,第三个++(R->L)是否执行,这个是不确定的,因为依靠操作符的优先级
和结合性是无法决定第一个 + 和第三个前置 ++ 的先后顺序。

 

总结 :我们写出的表达式如果不能通过操作符的属性确定唯一的计算路径,那这个表达式就是存在问题的

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