[C语言]操作符详解

1. 各种操作符的介绍。

2. 表达式求值

---

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

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。

3. 移位操作符

3.1 左移操作符

移位规则：

左边抛弃、右边补 0

+     -   *   /   %

<< 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。

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比特就业课 3.2 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

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。

例如：

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比特就业课 4. 位操作符

位操作符有：

练习一下：

一道变态的面试题：

不能创建临时变量（第三个变量），实现两个数的交换。

练习：

编写代码实现：求一个整数存储在内存中的二进制中 1 的个数。

int num = 10 ;

num >>- 1 ; //error

& // 按位与

| // 按位或

^ // 按位异或

注：他们的操作数必须是整数。

#include

int main ()

{

int num1 = 1 ;

int num2 = 2 ;

num1 & num2 ;

num1 | num2 ;

num1 ^ num2 ;

return 0 ;

}

#include

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 ;

}

参考代码：

// 方法 1

#include

int main ()

{

int num   = 10 ;

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比特就业课 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 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 ;

}

// 思考这样的实现方式有没有问题？

// 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 ;

}

// 思考还能不能更加优化，这里必须循环 32 次的。

// 方法 3 ：

#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 ;

}

// 这种方式是不是很好？达到了优化的效果，但是难以想到。

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。

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比特就业课 复合赋值符

+=

-=

*=

/=

%=

>>=

<<=

&=

|=

^=

这些运算符都可以写成复合的效果。

比如：

6. 单目操作符

6.1 单目操作符介绍

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。

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。

!           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

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比特就业课 演示代码：

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。

6.2 sizeof 和 数组

#include

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？

printf ( "%d\n" , sizeof int ); // 这样写行不行？

return 0 ;

}

#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 ;

}

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？

//++ 和 -- 运算符

// 前置 ++ 和 --

#include

int main ()

{

    int a = 10 ;

    int x = ++ a ;

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比特就业课 7. 关系操作符

关系操作符

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，导致的错误。

8. 逻辑操作符

逻辑操作符有哪些：

区分 逻辑与 和 按位与

区分 逻辑或 和 按位或

逻辑与和或的特点：

    // 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;

    return 0 ;

}

// 后置 ++ 和 --

#include

int main ()

{

    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 ；

    return 0 ;

}

>

>=

<

<=

!=   用于测试 “ 不相等 ”

==       用于测试 “ 相等 ”

&&     逻辑与

||           逻辑或

1 & 2 -----> 0

1 && 2 ----> 1

1 | 2 -----> 3

1 || 2 ----> 1

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比特就业课 360 笔试题

9. 条件操作符

练习：

10. 逗号表达式

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。

#include

int main ()

{

    int i = 0 , a = 0 , b = 2 , c = 3 , d = 4 ;

    i = a ++ && ++ b && d ++ ;

    //i = a++||++b||d++;

    printf ( "a = %d\n b = %d\n c = %d\nd = %d\n" , a , b , c , d );

    return 0 ;

}

// 程序输出的结果是什么？

exp1 ? exp2 : exp3

1.

if ( a > 5 )

        b = 3 ;

else

        b = - 3 ;

转换成条件表达式，是什么样？

2. 使用条件表达式实现找两个数中较大值。

exp1 , exp2 , exp3 , …expN

// 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

c 是多少？

// 代码 2

if ( a = b + 1 , c = a / 2 , d > 0 )

// 代码 3

a = get_val ();

count_val ( a );

while ( a > 0 )

{

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比特就业课 11. 下标引用、函数调用和结构成员

1. [ ] 下标引用操作符

操作数：一个数组名 + 一个索引值

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。

3. 访问一个结构的成员

. 结构体 . 成员名

-> 结构体指针 -> 成员名

        // 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

}

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 。

#include

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 ;

}

#include

struct Stu

{

char name [ 10 ];

int age ;

char sex [ 5 ];

double score ;

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比特就业课 12. 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。

12.1 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。

b 和 c 的值被提升为普通整型，然后再执行加法运算。

} ；

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 ;

}

// 实例 1

char a , b , c ;

...

a = b + c ;

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比特就业课 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

整形提升的例子 :

实例 1 中的 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 .

所程序输出的结果是 :

c

// 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 ;

short b = 0xb600 ;

int c = 0xb6000000 ;

if ( a == 0xb6 )

printf ( "a" );

if ( b == 0xb600 )

printf ( "b" );

if ( c == 0xb6000000 )

printf ( "c" );

return 0 ;

}

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比特就业课 实例 2 中的 ,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 .

12.2 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 。

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。

12.3 操作符的属性

复杂表达式的求值有三个影响的因素。

1. 操作符的优先级

2. 操作符的结合性

3. 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

// 实例 2

int main ()

{

char c = 1 ;

printf ( "%u\n" , sizeof ( c ));

printf ( "%u\n" , sizeof ( + c ));

printf ( "%u\n" , sizeof ( - c ));

return 0 ;

}

long double

double

float

unsigned long int

long int

unsigned int

int

float f = 3.14 ;

int num = f ; // 隐式转换，会有精度丢失

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比特就业课 操作

符

描述

用法示例

结果类

型

结合

性

是否控制求值

顺序

（） 聚组

（表达式）

与表达

式同

N/A

否

（） 函数调用

rexp （ rexp ， ...,rexp ）

rexp L-R

否

[ ]

下标引用

rexp[rexp]

lexp L-R

否

.

访问结构成员

lexp.member_name lexp L-R

否

->

访问结构指针成员

rexp->member_name lexp L-R

否

++

后缀自增

lexp ++

rexp L-R

否

--

后缀自减

lexp --

rexp L-R

否

!

逻辑反

! rexp

rexp R-L

否

~

按位取反

~ rexp

rexp R-L

否

+

单目，表示正值

+ rexp

rexp R-L

否

-

单目，表示负值

- rexp

rexp R-L

否

++

前缀自增

++ lexp

rexp R-L

否

--

前缀自减

-- lexp

rexp R-L

否

*

间接访问

* rexp

lexp R-L

否

&

取地址

& lexp

rexp R-L

否

sizeof

取其长度，以字节

表示

sizeof rexp sizeof( 类

型 )

rexp R-L

否

( 类

型）

类型转换

( 类型 ) rexp

rexp R-L

否

*

乘法

rexp * rexp

rexp L-R

否

/

除法

rexp / rexp

rexp L-R

否

%

整数取余

rexp % rexp

rexp L-R

否

+

加法

rexp + rexp

rexp L-R

否

-

减法

rexp - rexp

rexp L-R

否

<<

左移位

rexp << rexp

rexp L-R

否

>>

右移位

rexp >> rexp

rexp L-R

否

>

大于

rexp > rexp

rexp L-R

否

>=

大于等于

rexp >= rexp

rexp L-R

否

<

小于

rexp < rexp

rexp L-R

否

<=

小于等于

rexp <= rexp

rexp L-R

否

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比特就业课 操作

符

描述

用法示例

结果类

型

结合

性

是否控制求值

顺序

==

等于

rexp == rexp

rexp L-R

否

!=

不等于

rexp != rexp

rexp L-R

否

&

位与

rexp & rexp

rexp L-R

否

^

位异或

rexp ^ rexp

rexp L-R

否

|

位或

rexp | rexp

rexp L-R

否

&&

逻辑与

rexp && rexp

rexp L-R

是

||

逻辑或

rexp || rexp

rexp L-R

是

? :

条件操作符

rexp ? rexp : rexp

rexp N/A

是

=

赋值

lexp = rexp

rexp R-L

否

+=

以 ... 加

lexp += rexp

rexp R-L

否

-=

以 ... 减

lexp -= rexp

rexp R-L

否

*=

以 ... 乘

lexp *= rexp

rexp R-L

否

/=

以 ... 除

lexp /= rexp

rexp R-L

否

%=

以 ... 取模

lexp %= rexp

rexp R-L

否

<<=

以 ... 左移

lexp <<= rexp

rexp R-L

否

>>=

以 ... 右移

lexp >>= rexp

rexp R-L

否

&=

以 ... 与

lexp &= rexp

rexp R-L

否

^=

以 ... 异或

lexp ^= rexp

rexp R-L

否

|=

以 ... 或

lexp |= rexp

rexp R-L

否

， 逗号

rexp ， rexp

rexp L-R

是

一些 问题表达式

注释：代码 1 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：

// 表达式的求值部分由操作符的优先级决定。

// 表达式 1

a * b + c * d + e * f

a * b

c * d

a * b + c * d

e * f

a * b + c * d + e * f

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比特就业课 值

编译器

—128 Tandy 6000 Xenix 3.2

—95

Think C 5.02(Macintosh)

—86

IBM PowerPC AIX 3.2.5

—85

Sun Sparc cc(K&C 编译器 )

—63

gcc ， HP_UX 9.0 ， Power C 2.0.0

4

Sun Sparc acc(K&C 编译器 )

21

Turbo C/C++ 4.5

22

FreeBSD 2.1 R

30

Dec Alpha OSF1 2.0

36

Dec VAX/VMS

42

Microsoft C 5.1

注释：同上，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。

表达式 3 在不同编译器中测试结果：非法表达式程序的结果

或者：

a * b

c * d

e * f

a * b + c * d

a * b + c * d + e * f

// 表达式 2

c + -- c ;

// 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 ;

}

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比特就业课 这个代码有没有实际的问题？

有问题！

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。

函数的调用先后顺序无法通过操作符的优先级确定。

Linux 环境的结果：

VS2013 环境的结果：

// 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 ;

}

// 代码 5

#include

int main ()

{

int i = 1 ;

int ret = ( ++ i ) + ( ++ i ) + ( ++ i );

printf ( "%d\n" , ret );

printf ( "%d\n" , i );

return 0 ;

}

// 尝试在 linux 环境 gcc 编译器， VS2013 环境下都执行，看结果。

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比特就业课 看看同样的代码产生了不同的结果，这是为什么？

简单看一下汇编代码 . 就可以分析清楚 .

这段代码中的第一个 + 在执行的时候，第三个 ++ 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。

本章完

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