C语言入门篇（八）

前言
　　本篇分享的是部分操作符的概念与用法，从经典例题入手，带你快速了解和掌握。
　　收录专栏：浅谈C语言

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

包括 + - * / %

例如：计算 3/2

#include
int main()
{
	int a=3/2;
	printf("%d\n",a)
	return 0;
}

如果你觉得这样写，就大错特错了。

运行结果：

这是因为这里的 a 是整型的，计算出的结果就是整型，会自动舍去小数点后的数字。

更改 a 的类型为浮点数：

int main()
{
	double a = 3 / 2;
	printf("%lf\n", a);
	return 0;
}

其实，这样也是不对的。

运行结果：

仔细观察就会发现，这里的 a 虽然是 double 类型的，但 3 和 2 都是整形的， 3/2 计算后是 1，然后再将 1 装换成 double 型的赋给 a。

所以当计算的结果会出现浮点数时，除号的两端只要有一个小数就可以。

int main()
{
	//下面三种方式都可以计算出 1.5
	double a = 3.0 / 2.0;
	//double a = 3.0/2;
	//double a = 3 / 2.0;
	printf("%lf\n", a);
	return 0;
}

注：
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

除法中，除数不可以为 0

% 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

移位操作符的操作数只能是整数。
移动的是二进制，因为能够处理的是二进制的信息

3.1 左移操作符

移位规则：左边抛弃、右边补0

例如：

#include
int main()
{
	int a = 15;
	printf("%d\n",a<<1);//移动就是a中的2进制信息
	return 0;
}

图解：

运行结果：

3.2 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

在C语言没有明确规定倒是算术右移还是逻辑右移，一般编译器上采用的是算术右移。

例如：

int a = -1;	

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：

int a = 15;
a>>-1;//error

移位移动的是补码的二进制序列

//tip:
int a = 15;
	//00000000000000000000000000001111 - 原码
	//00000000000000000000000000001111 - 反码
	//00000000000000000000000000001111 - 补码

	int b = -15;
	//10000000000000000000000000001111 - 原码
	//11111111111111111111111111110000 - 反码(原码的符号位不变，其他位按位取反得到的就是反码)
	//11111111111111111111111111110001 - 补码(反码+1就是补码)
	
	//整数在内存中存储的是补码
	//计算的时候也是使用补码计算的

4. 位操作符

位操作符有：(也是操作二进制位)

& //按位与
| //按位或
^ //按位异或

上述的操作数必须是整数。

例如：

// & 操作符
#include


int main()
{
	int a = 3;
	//00000000000000000000000000000011 - 补码
	int b = -5;
	//10000000000000000000000000000101
	//11111111111111111111111111111010
	//11111111111111111111111111111011 - 补码

	int c = a & b;
	//& -- 对应二进制位有0则为0，两个同时为1，才是1
	//00000000000000000000000000000011
	//11111111111111111111111111111011
	//00000000000000000000000000000011 - 补码
	
	printf("%d\n", c);//3
	return 0;
}

// | 操作符
#include
int main()
{
	int a = 3;
	//00000000000000000000000000000011 - 补码
	int b = -5;
	//10000000000000000000000000000101
	//11111111111111111111111111111010
	//11111111111111111111111111111011 - 补码
	
	int c = a | b;
	// | - 按（2进制）位或 - 对应的二进制位有1则为1，两个同时为0才是0
	//00000000000000000000000000000011
	//11111111111111111111111111111011
	//11111111111111111111111111111011 - 补码
	//11111111111111111111111111111010
	//10000000000000000000000000000101 - -5
	printf("%d\n", c);//-5
	return 0;
}

// ^ 操作符
#include
int main()
{
	int a = 3;
	//00000000000000000000000000000011 - 补码
	int b = -5;
	//10000000000000000000000000000101
	//11111111111111111111111111111010
	//11111111111111111111111111111011 - 补码
	//
	int c = a ^ b;
	//^ - 按二进制位异或 -对应的二进制位相同为0，相异为1
	//00000000000000000000000000000011
	//11111111111111111111111111111011
	//11111111111111111111111111111000 - 补码
	//11111111111111111111111111110111
	//10000000000000000000000000001000 - -8
	
	printf("%d\n", c);//-8
	return 0;
}

实例1：交换2个整型变量

要想交换两个变量的值，最常见的方法是再创建一个变量，帮助我们实现：

#include
int main()
{
	int a = 3;
	int b = 5;
	//交换
	int tmp = a;//临时变量 tmp
	a = b;
	b = tmp;
	printf("交换前：a=%d b=%d\n", a, b);
	printf("交换后：a=%d b=%d\n", a, b);
	return 0;
}

运行结果：

如果不创建临时变量（第三个变量），可以实现两个整数的交换吗？
回答是可以的

方法一：

#include
int main()
{
	int a = 3;
	int b = 5;
	a = a + b;
	b = a - b;
	a = a - b;
	printf("交换前：a=%d b=%d\n", a, b);
	printf("交换后：a=%d b=%d\n", a, b);
	return 0;
}

运行结果：

方法二：使用 ^ 操作符实现

#include
int main()
{
	int a = 3;
	int b = 5;
	printf("交换前：a=%d b=%d\n", a, b);
	a = a ^ b;
	b = a ^ b;
	a = a ^ b;
	printf("交换后：a=%d b=%d\n", a, b);
	return 0;
}

运行结果：

异或操作符也支持交换律
例如：

//a^a -> 0
//a^0 = a
#include
 int main()
{
	int a = 3;
	int b = 5;
	int c= a^b^a;
	int d= a^a^b;
	printf("%d %d\n", c, d);
	return 0;
}

图解：
a ^b ^a=b

同样地，a^a^b=a

运行结果：

实例2：求一个整数存储在内存中的二进制中1的个数。

//方法1
#include 
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;
}

//方法2：
#include
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，优化版本
#include 
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。

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
例如：

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;

可见，下面的写法更加清晰爽朗而且易于调试。

复合赋值符

+= 
-=
*=
/=
%=
>>=
<<=
&=
|=
^=

这些运算符都可以写成复合的效果。
例如：

int x = 10;
x = x+10;
x += 10;//复合赋值，与上面等式等价
//但下面复合语句明显更加简洁。

其他运算符也是一样的道理。

6. 单目操作符

6.1 单目操作符介绍

!           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

单目操作符只有一个操作数

实例1： ！

// ! 操作符
//非 0 为真
#include
int main()
{
	int flag = 5;
	if (flag == 0)
	{
		printf("hehe\n");
	}
	if (!flag)//这里当 flag 为假时，才会打印hehe
	{
		printf("hehe\n");
	}
	if (flag)
	{
		printf("haha\n");
	}
	return 0;
}

运行结果：

实例2： -

// - 操作符
#include
int main()
{
	int a = 5;
	int b = -a;
	printf("%d\n", b);
	return 0;
}

运行结果：

实例3： &

// & * 操作符
#include
int main()
{
	int a = 10;
	//pa是指针变量
	int* pa = &a;//&-取地址操作符-取出a的地址

	*pa = 20;//解引用操作符(间接访问操作符)-单目操作符-通用pa中存放的地址，找到指向的空间（内容）
	//同时也更改了a 的内容
	int c = *pa;
	printf("a=%d c=%d\n",a, c);
	return 0;
}

运行结果：

实例4：在计算数据类型所占内存大小时，可以使用 sizeof 操作数

sizeof不是函数，是操作符
sizeof计算的是类型创建变量的大小，单位是字节

//sizeof 操作符：
#include 
int main()
{
 int a = 10;
 printf("%d\n", sizeof(a));
 printf("%d\n", sizeof(int));
 printf("%d\n", sizeof a);
 //printf("%d\n", sizeof int);//不允许这样计算，说明 sizeof 不是函数
 return 0;
}

实例5： ~

// ~ 按补码二进制位取反
#include
int main()
{
	int a = 0;
	printf("%d\n", ~a);
	//00000000000000000000000000000000
	//11111111111111111111111111111111 - 补码
	//11111111111111111111111111111110
	//10000000000000000000000000000001 -1
	return 0;
}

运行结果：

实例6：前置 ++ 、 后置 ++

//前置++：先对变量进行自增，然后使用该变量
int main()
{
	int a = 1;
	int b = ++a;//前置++，先++，后使用
	//a=a+1,b=a
	printf("a=%d b=%d\n", a, b);//2 2
	return 0;
}

运行结果：

//后置++：先对a先使用，再自增
#include
int main()
{
	int a = 1;
	int b = a++;//后置++，先使用，后++
	//b=a,a=a+1
	printf("a=%d b=%d\n", a, b);//2 1
	return 0;
}

运行结果：

前置--、后置--等同

6.2 sizeof 和 数组

实例：

#include 
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;
}

运行结果：

7. 关系操作符

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

编写过程中 == 和 = 不要写错

实例：判断闰年

#include
int main()
{
	int y = 0;
	scanf("%d", &y);
	//1. 能被4整除，并且不能被100整除
	//2. 能被400整除是闰年
	if (((y % 4 == 0) && (y % 100 != 0)) || (y % 400 == 0))
	{
		printf("闰年\n");
	}
	else
	{
		printf("不是闰年\n");
	}
	return 0;
}

8. 逻辑操作符

&&     逻辑与--并且
||     逻辑或--或者

1&2----->0
1&&2---->1
// & 两边二进制补码计算，相同为1，不同为0
// && 两边同为真，结果也是真，用 1 表示；只要有一个为假，结果就是假，用 0 表示
1|2----->3
1||2---->1
// | 两边二进制补码进行计算，只要有一个 1 就是 1；当两边都为 0 时，才是0
// || 两边只有一个真时，就为真；都是假时，才为假

实例1：

// &&
#include 
int main()
{
	int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
	i = a++ && ++b && d++;
	printf("a = %d b = %d c = %d d = %d\n", a, b, c, d);
	return 0;
}

运行结果：

实例2：

// ||
#include 
int main()
{
	int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
	i = a++||++b||d++;
	printf("a = %d b = %d c = %d d = %d\n", a, b, c, d);
	return 0;
}

运行结果：

9. 条件操作符

exp1 ? exp2 : exp3

实例：

//如果 a>5，则 b=3
//如果 a<=5，则 b=-3
if (a > 5)
        b = 3;
else
        b = -3;

上述代码可以转换成条件表达式：

#include 
int main()
{
	int a ;
	scanf("%d", &a);
	int b = a > 5 ? 3 : -3;
	printf("%d\n", b);
	return 0;
}

运行结果：

使用条件表达式实现找两个数中较大值

#include 
int main()
{
	int a, b ;
	scanf("%d %d", &a, &b);
	int c = a > b ? a : b;
	printf("%d\n", c);
	return 0;
}

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