认识C语言 Day_8 ＞ 操作符

目录

1.操作符分类

2.算数操作符

3.移位操作符

3.1铺垫知识

二进制序列

原码、反码、补码

3.2左移操作符

3.3右移操作符

4.位操作符

4.1按位与

4.2按位或

4.3按位异或

5.赋值操作符

5.1赋值操作符

5.2复合赋值符

6.单目操作符

6.1逻辑反操作符 ！

6.2取地址符 &

6.3解引用操作符 *

6.4sizeof 操作符

6.5按位取反操作符 ~

6.6自增自减操作符 -- ++

7.关系操作符

8.逻辑操作符

逻辑与 &&

逻辑或 ||

9.条件操作符

10.逗号表达式

例1

例2

11.下标引用、函数调用和结构成员

11.1下标引用操作符

11.2函数调用操作符

11.3访问结构成员

12.表达式求值

12.1隐式类型转换

12.2算术转换

12.3操作符的属性

操作符优先级和结合性

13.结束

---

1.操作符分类

• 算数操作符
• 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.算数操作符

  +       -        *        /       %

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，返回的是整除后的余数

我们可以在VS中运算一下 

3.移位操作符

 << 左移操作符

 >> 右移操作符

 注意：移位操作符的操作数只能是整数

可以这样写代码

int x = 7 >> 1;

3.1铺垫知识

移位操作符移动的是二进制位

二进制序列

对于一个整数是4个字节，一个字节是8个bit位，那么一个整数就是32个bit位

一个整数写出二进制序列的时候，就是32个bit位

• 对于有符号整数来说，最高位是符号位：符号位是1表示负数，符号位是0表示正数
• 对于无符号整数来说，所有位都是有效位，没有符号位

所以，负数写成二进制序列的话，最高位一定是1；正数写成二进制序列，最高位一定是0；

原码、反码、补码

整数的二进制表示形式有三种：原码、反码、补码

对于正整数来说，原码、反码、补码相同

对于负数来说

原码：按照数值的正负，直接写出的二进制序列

反码：原码的符号位不变，其他位按位取反（0变成1，1变成0）

补码：反码的二进制+1

0当作无符号数看待 

整数在内存中存的都是补码 

举个例子：

10：

原码：00000000 00000000 00000000 00001010

反码：00000000 00000000 00000000 00001010

补码：00000000 00000000 00000000 00001010

-10：

原码：10000000 00000000 00000000 00001010

反码： 11111111  11111111   11111111  1111 0101

补码： 11111111  11111111   11111111  1111 0110

3.2左移操作符

我们用图来解释

左移一位即是，二进制序列向左移动一位，在末尾补一个0，形成新的二进制序列 

移位的时候移动的是补码

左移n位效果相当于，乘上2的n次方 

m只参与运算，m的值不变，这里m移位的结果其实是n的值

所以我们总结下来，向左移位的规则就是：左边丢弃，右边补0 

负数同样的道理

3.3右移操作符

移位规则：

首先右移运算分为两种：

1. 逻辑移位：左边用0填充，右边丢弃
2. 算数移位：左边用原该值的符号位填充，右边丢弃 

逻辑右移还是算数右移，取决于编译器 ；绝大部分编译器采取的是算数右移

 

右移n位的效果相当于，除以n的k次方

注意：不管是左移还是右移，不要移动负数位，比如：>>-1,<<-1

4.位操作符

位操作符有：

&        //按位与

 |        //按位或

^        //按位异或

注意：操作数必须是整数

这里我们所说的按位，都是按二进制位 

都是按照补码进行运算的

4.1按位与

举个例子

所以，按位与 & 的运算规则是

1. 只要有0则为0
2. 两个都是1才为1
3. 结果是补码，需要还原成原码到十进制数

按位与的使用，可以得到想得到的位：先移位，再按位与

比如，我想得到3的最低位，那么我就按位与1

如果想得到第n位，那么可以把第n位移到最低位，再按位与1

4.2按位或

举个例子

所以，按位或 | 的运算规则是

1. 有1则为1
2. 全0才为0
3. 结果是补码，需要还原成原码到十进制数

4.3按位异或

举个例子

异或运算的特点：

1. 相同为0，相异为1
2. 结果是补码，需要还原成原码到十进制数

按位异或的使用，根据相同为0，相异为1；比如

a^a=0 

0^a=a

我们可以利用异或运算的特点，用不创建临时变量的方法交换两个数的值；看代码

int main()
{
	int a, b;
	scanf("%d %d", &a, &b);
	a = a ^ b;
	b = a ^ b;//即 a ^ b ^ b = a ^ 0 = a;
	a = a ^ b;//即 a ^ b ^ a = 0 ^ b = b;
	printf("%d %d", a, b);
	return 0;
}

5.赋值操作符

5.1赋值操作符

赋值操作符是一个非常棒的操作符，他可以让你得到一个你之前不满意的值，也就是可以重新赋值

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，比如：

	int a = 10;
	int x = 0;
	int y = 20;
	a = x = y + 1;//连续赋值

这样的写法更加清晰而且易于调试 

5.2复合赋值符

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

这些运算符都可以写成复合的效果，比如：

	int x = 10;
	x = x + 10;
	x += 10;//复合赋值

 同样的道理，这样写更加简洁

6.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

6.1逻辑反操作符 ！

想要把假变成真，把真变成假的时候

如果 a 为真，则！a为假 

6.2取地址符 &

	int a = 10;
	&a;//a变量的地址
	int arr[10];
	&arr;//这是数组的地址
    int*p = &a;//可以用指针变量接收地址

6.3解引用操作符 *

解引用操作符 * 和取地址符 & 通常是搭配使用的 

*p;//对p进行解引用操作，*p是通过p中存放的地址找到p指向的对象

6.4sizeof 操作符

sizeof 是操作符而不是函数

• sizeof 是在计算类型创建变量或者变量的大小，单位是字节
• sizeof 计算的结果是size_t 类型的
• size_t 是无符号整型
• 对 size_t 类型的数据进行打印，可以使用 %zd 

6.5按位取反操作符 ~

~的作用是全部取反，无论是符号位还是其他位，比如：

6.6自增自减操作符 -- ++

++是一种自增1的操作

自增分为：

前置++：即++a，先+1，后使用

后置++：即a++，先使用，后+1

--是一种自减1的操作

自减分为：

前置 --：即--a，先-1，后使用

后置 --：即a--，先使用，后-1

7.关系操作符

>      大于

>=    大于等于

<      小于

<=    小于等于

!=     不等于                    用于测试“不相等”

==    等于（表判断）      用于测试“相等”

在编程的过程中，注意不要把 == 和 = 写错了 

• ==表判断
• =表赋值

8.逻辑操作符

&&     逻辑与

 ||       逻辑或

区分逻辑与和按位与

区分逻辑或和按位或 

1&2     ------>0

1&&2  ------>1    //逻辑与

1|2      ------>3

1||2     ------>1    //逻辑或

逻辑与 &&

逻辑与&&表示并且的意思：同时为真才为真

举个例子：a&&b&&d++   

//这个时候如果a为假，则&&后面不再执行；如果a为真，则判断b，b如果为假，则&&后面的d++不再执行

逻辑或 ||

逻辑或 || 表示或者的意思：一个为真就为真

举个例子：a||b||d++   

//这个时候如果a为假，则判断b，b如果为假，则||后面的d++不再执行；如果a为真，则||后面不再执行

9.条件操作符

条件操作符也称为三目操作符

exp1 ? exp2 : exp3

条件操作符的作用是：

• 如果exp1为真，则执行exp2
• 如果exp1为假，则执行exp3 

10.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

例1

int main() {
	int a = 1;
	int b = 2;
	int c = (a > b, a = b + 10, a, b = a + 1);
	printf("%d", c);
	return 0;
}

例2

a = get_val();
count_val(a);
while (a > 0) {
	//业务处理
	a = get_val();
	count_val(a);
}

 如果用逗号表达式改写：

while (a = get_val(), count_val(a), a > 0) {
	//业务处理
}

11.下标引用、函数调用和结构成员

11.1下标引用操作符

"[ ]"就是下标引用操作符，用在数组中

操作数：一个数组名+一个索引值

int arr[10];//创建数组
arr[9] = 10;//使用下标引用操作符
[ ]的两个操作数是arr和9 

[ ]的操作数有两个

11.2函数调用操作符

"( )"就是函数调用操作符

接受一个或者多个操作数：第一个操作数是函数名，剩下的操作数是传递给函数的参数

void test(int a, int b) {
	return a + b;
}
int main() {
	int a, b;
	test(a, b);
	return 0;
}
函数名和参数都是()的操作数

11.3访问结构成员

.      结构体.成员名

->    结构体指针->成员名

结构体.成员名

struct Book {
	char name[20];
	int price;
};
int main() {
	struct Book b = { "C语言指南",55 };
	printf("%s %d", b.name, b.price);
	return 0;
}

 

结构体指针->成员名

struct Book {
	char name[20];
	int price;
};
void Print(struct Book* pb)
{
	printf("%s %d", pb->name, pb->price);
}
int main() {
	struct Book b = { "C语言指南",55 };
	Print(&b);
	return 0;
}

这两句代码是等价的

printf("%s %d", (*pb).name, (*pb).price);
printf("%s %d", pb->name, pb->price);

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的整型算数运算总是至少以缺省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位CPU内整型操作数的标准长度

通用CPU是难以直接实现两个8bit字节直接相加运算，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

整型提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的 

整型提升针对的是自身大小 小于整型大小的操作数 

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，那么除非其中以一个操作数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再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

比如，int 和 float 运算，会把 int 转换成 float（向上转换）

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一个？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

操作符优先级和结合性

优先级	运算符	名称或含义	使用形式	结合方向	说明
1	[]	数组下标	数组名[常量表达式]	左到右	-----
	()	圆括号	（表达式）/函数名(形参表)		-----
	.	成员选择（对象）	对象.成员名		-----
	->	成员选择（指针）	对象指针->成员名		-----
2	-	负号运算符	-表达式	右到左	单目运算符
	(类型)	强制类型转换	(数据类型)表达式		-----
	++	前置自增运算符	++变量名		单目运算符
	++	后置自增运算符	变量名++		单目运算符
	--	前置自减运算符	--变量名		单目运算符
	--	后置自减运算符	变量名--		单目运算符 [4]
	*	取值运算符	*指针变量		单目运算符
	&	取地址运算符	&变量名		单目运算符
	!	逻辑非运算符	!表达式		单目运算符
	~	按位取反运算符	~表达式		单目运算符
	sizeof	长度运算符	sizeof(表达式)		-----
3	/	除	表达式/表达式	左到右	双目运算符
	*	乘	表达式*表达式		双目运算符
	%	余数（取模）	整型表达式/整型表达式		双目运算符
4	+	加	表达式+表达式	左到右	双目运算符
	-	减	表达式-表达式		双目运算符
5	<<	左移	变量	左到右	双目运算符
	>>	右移	变量>>表达式		双目运算符
6	>	大于	表达式>表达式	左到右	双目运算符
	>=	大于等于	表达式>=表达式		双目运算符
	<	小于	表达式		双目运算符
	<=	小于等于	表达式		双目运算符
7	==	等于	表达式==表达式	左到右	双目运算符
	!=	不等于	表达式!= 表达式		双目运算符
8	&	按位与	表达式&表达式	左到右	双目运算符
9	^	按位异或	表达式^表达式	左到右	双目运算符
10	|	按位或	表达式|表达式	左到右	双目运算符
11	&&	逻辑与	表达式&&表达式	左到右	双目运算符
12	||	逻辑或	表达式||表达式	左到右	双目运算符
13	?:	条件运算符	表达式1? 表达式2: 表达式3	右到左	三目运算符
14	=	赋值运算符	变量=表达式	右到左	-----
	/=	除后赋值	变量/=表达式		-----
	*=	乘后赋值	变量*=表达式		-----
	%=	取模后赋值	变量%=表达式		-----
	+=	加后赋值	变量+=表达式		-----
	-=	减后赋值	变量-=表达式		-----
	<<=	左移后赋值	变量		-----
	>>=	右移后赋值	变量>>=表达式		-----
	&=	按位与后赋值	变量&=表达式		-----
	^=	按位异或后赋值	变量^=表达式		-----
	|=	按位或后赋值	变量|=表达式		-----
15	,	逗号运算符	表达式,表达式,…	左到右	从左向右顺序运算

1. 优先级与求值顺序无关。如a+b && b*c，虽然*优先级最高，但这个表达式求值顺序是从左到右
2. 优先级从上到下依次递减，最上面具有最高的优先级，逗号操作符具有最低的优先级
3. 相同优先级中，按结合性进行结合。大多数运算符结合性是从左到右，只有三个优先级是从右至左结合的，它们是单目运算符、、条件运算符、赋值运算符 

13.结束

那么今天的学习就到这里咯，今天我们学习了操作符的知识

小杜跟各位小伙伴在一起成长，祝我们都能成为大牛！

                                                                                                                                //小杜的成长之路