C语言操作符知识点汇总
目录
一. 前言
二. 各种类型操作符完成的操作
2.1 算数操作符
2.2 移位操作符
2.2.1 左移操作符
2.2.2 右移操作符
2.3 位操作符
2.3.1 按位与操作符 &
2.3.2 按位或操作 |
2.3.3 按位异或操作符 ^
2.4 赋值操作符
2.5 单目操作符（只有一个操作数）
2.5.1 sizeof：操作数的类型长度（字节为单位）
2.5.2 ~：按位取反操作符
2.5.3 ++、-- 操作符
2.5.4 取地址操作符 &
2.6 关系操作符
2.7 逻辑操作符
2.7.2 ||：逻辑或
2.8 三目操作符
2.9 逗号表达式（exp 1, exp 2 , ... , exp n）
2.10 下标引用操作符[ ]
2.11 结构体成员访问操作符 . ->
三. 表达式求值
3.1 整型提升
3.2 算数转换
一. 前言
在C语言中，每一条指令都有一个或多个操作符，来告诉指令应该进行什么操作。C语言为用户提供了各种类型的操作符来帮助用户完成相应的操作，是C语言程序设计中十分重要的一部分。本文详细汇总了C语言各种操作符的知识点。按照操作符的分类，介绍了不同操作符实现的功能以及表达式求值。从图1.1所示的思维导图可以清晰的看出C语言中操作符的分类以及每种分类下面具体有哪些操作符。
二. 各种类型操作符完成的操作
2.1 算数操作符
算数操作符较为基础，但应注意整数除法与小数除法的区分、只能对整数取模（对负整数也可以取模）。注意，若要进行小数除法，应将除数和被除数定义为float或double类型，同时将除法操作符左右两边的操作数之一写为小数形式。
//整数除法
int a = 3 / 5; //运算结果为0，而非0.6
int a = 6 / 5; //运算结果为1，而非1.2
//小数除法
float a = 6 / 5; //运算结果为1,
//若希望运算结果为1.2，则应将除法运算操作符的两个操作数其中至少一个写为小数形式
float a = 6.0 / 5; //运算结果为1.200000
//取模运算
int a = 7 % 3; //a = 1
int b = -5 % 2; //b = -12.2 移位操作符
左移操作符<< 右移操作符>>
2.2.1 左移操作符
左移操作符运算规则：高位丢弃、低位补0。 下面举例说明：
如图2.1所示的程序的打印结果为20，该程序进行的操作是将10的二进制序列左移一位，图2.2展示了左移操作的执行原理
图 2.1 左移一位程序
图2.2 左移操作执行的底层逻辑
2.2.2 右移操作符
对于右移操作符>>，其存在两种可能的情况：
1. 算数右移：低位舍弃，高位补原来的符号位
2. 逻辑右移：低位舍弃，高位补0
图2.3 将 a = -1 右移一位
为了验证在集成编译环境VS2019下右移操作执行的是算数右移还是逻辑右移，编写如图2.3所示的程序，该程序进行将a=-1右移一位的操作，由于-1的最高位为1（代表负数），则通过分析该程序，可以得出执行的是算数右移。
图2.4 a=-1右移一位执行操作的底层逻辑
分析过程如图2.4所示，我们已知整数的二进制序列在内存中存储的是其补码，故对a进行右移一位操作也是对其补码进行，假设高位补0，右移之后得到的二进制序列补码是1111....1111，对应的十进制数为-1，故验证可得此处是在进行算数右移。
这里拓展一些知识：
整型的二进制表示形式有三种：
1. 原码：直接根据数值写出的二进制序列为原码
2. 反码：原码符号不变，其他位按位取反就是反码
3. 补码：反码 + 1，就是补码
2.3 位操作符
2.3.1 按位与操作符 &
如图2.5所示的实例所示，对二进制序列进行按位与判断，若某一位上两个二进制序列均为1，则输出1，若其中一个为0或两个均为0，输出0。
图2.5 按位与操作实例
2.3.2 按位或操作 |
如图2.6所示的实例所示，对二进制序列进行按位或判断，若某一位上两个二进制序列其中一个为1或均为1，则输出1，两个均为0，输出0。
图2.6 按位或操作实例
2.3.3 按位异或操作符 ^
如图2.7所示的实例，按位异或的操作规则是对应的二进制位相同为0相异为1。
图2.7 按位异或操作实例
2.4 赋值操作符
复合赋值：+=、-=、*=、%=、^=、<<=、>>=
注意：C语言是支持连续赋值的，但一般不推荐使用连续赋值。如图2.8所示的程序，相当于降y+1赋值给x，再将x赋值给a。打印出的结果为x=11，a=11。
图2.8 连续赋值
2.5 单目操作符（只有一个操作数）
2.5.1 sizeof：操作数的类型长度（字节为单位）
sizeof 可以对变量名和变量类型求大小，对变量名求大小是可以省略括号，但对变量类型求大小时不可以省略括号。
int a=10;
printf("%d\n",sizeof(a));
printf("%d\n",sizeof a); //sizeof对变量名求大小可不加括号
printf("%d\n",sizeof(int));//sizeof对变量类型求大小不可不加括号sizeof可以对数组求大小：
int arr[10]={0};
printf("%d\n",sizeof(arr)); //计算结果为40
//int [10] 即为数组arr[10]的变量类型
printf("%d\n",sizeof(int [10])); //计算结果为40在sizeof内部的表达式不参与计算，且有时要进行多余位的截断：
int main()
{
short s = 5;
int a = 10;
printf("%d\n", sizeof(s = a + 2)); //打印结果为2，a+2要放入s，s为短整型，占2个字节，s的空间不会因为a为int类型而发生改变，要进行高位截断
printf("%d\n", s); //在sizeof内部的表达式不参与运算。这里打印结果为5
return 0;
}2.5.2 ~：按位取反操作符
整型变量在内存中存的是其补码，在按位取反操作中也是对整型的补码按位取反，对补码取反后得到的二进制序列就是所求结果的原码。 按位取反操作符对符号位也取反。下面的代码输出结果为4,其执行逻辑如图2.9所示。
int main()
{
int a = -5;
int b = ~a;
printf("%d\n", b);//输出结果为4
return 0;
}
图2.9 按位取反原理
2.5.3 ++、-- 操作符
注意区分前置++（--）和后置++（--）的区别：
前置++：先++后使用 后置++：先使用后++ （-- 操作符同理）
int main()
{
int a1 = 10, a2 = 10;
int b = a1++;
int c = ++a2;
printf("%d\n", b); //打印10
printf("%d\n", c); //打印11
return 0;
}2.5.4 取地址操作符 &
通过&操作符，可以将变量存储在内存中的位置提取出来，%p可以用来打印地址（16进制输出），解引用操作符*可以通过访问地址来改变变量的值。
int main()
{
int a = 10;
printf("%p", &a); //打印地址用%p，16进制输出
int* pa = &a; //pa是用来存放地址的 -- pa为指针变量
*pa = 20; //*为解引用操作符（间接访问操作符），这里为通过访问地址更改a的值。
}（5）强制类型转换操作符 (类型)
int a = (int)3.1415 //将3.1415强制转换为整型2.6 关系操作符
主要的关系操作符有：>，<，>=，<=，!=，==
注意：量字符串比较不能用==，应该用strcmp(arr1,arr2)
如果：arr1 < arr2 ，返回值 <0
如果：arr1 > arr2，返回值 >0
如果：arr1 = arr2，返回值 =0
2.7 逻辑操作符
2.7.1 &&：逻辑与
对于逻辑与操作 exp1 && exp2，当exp1与exp2均为真时，整个表达式为真，否则为假。
2.7.2 ||：逻辑或
对于逻辑或操作exp1 || exp2，但exp1与exp2其中之一为真或都为真时，整个表达式为真，exp1和exp2均为假时整个表达式为假。
注意：对于逻辑与操作符，若前面的表达式被判断为假，则不执行后面的表达式。如下面的程序所示，执行该程序打印的结果为1 2 3，因为第一个逻辑与操作符左边的等式（a++）已经被判别为假，所以后面的++b和c++均不执行。
int main()
{
int a = 0, b = 2, c = 3;
int i = a++ && ++b && c++;
printf("%d %d %d\n", a, b, c);//打印结果为1 2 3
return 0;
}同理，对于逻辑或操作符||，若前面的表达式被判别为真，则不执行后面的表达式。
2.8 三目操作符
三目操作符仅包含条件操作符，之所以将其成为三目操作符，是因为其有三个操作数。
条件操作符（exp1 ? exp2 : exp3）运行规则：若exp1为真，则执行exp2运行，exp3不运行，整个表达式的值是exp2的值；若exp1为假，则exp3运行，exp2不运行，整个表达式的值是exp2的值。
例：利用三目操作符编写函数求a b中较大的变量：
int max(int a, int b)
{
return a > b ? a : b;
}2.9 逗号表达式（exp 1, exp 2 , ... , exp n）
执行规则：从左到右依次运行，逗号表达式最终的结果是最后一个表达式的运行值。
运用逗号表达式可以避免代码过度冗余：
代码1：
a = get_val();
count_val(a);
while(a > 0)
{
a = get_val( );
count_val(a);
}代码2：（改用逗号表达式）
while(a = get_val( ), count_val(a), a > 0)
{
;
}可以明显看出，代码2与代码1等价，但代码2比代码1更加简洁明了。
2.10 下标引用操作符[ ]
用于查找一个数组中的特定元素（数组是通过下标进行访问的）
int arr[5]={1,2,3,4,5};
printf("%d\n",arr[2]);//[ ]为下标引用操作符。打印32.11 结构体成员访问操作符 . ->
结构体成员访问有三种方式：
1. 通过操作符 . (点）直接访问，即：(结构体变量名).(结构体成员名)
2. 通过解引用结构体变量的地址来访问，即：(*结构体指针变量名).(结构体成员名)
3. 通过操作符->，直接应用于结构体指针访问，即：(结构体指针变量名)->(结构体成员名)
下面的代码以定义学生信息结构体为例，通过三种方式访问并打印结构体成员变量：
struct stu //定义结构体变量
{
char name[20];
int age;
double score;
};
int main()
{
struct stu s = { "张三",20,89.5 }; //初始化结构体变量
//直接访问结构体成员变量
printf("name = %s\n",s.name);
printf("age = %d\n", s.age);
printf("score = %lf\n", s.score);
printf("\n");
//通过解引用结构体指针访问结构体成员变量
struct stu* ps = &s;
printf("name = %s\n", (*ps).name);
printf("age = %d\n", (*ps).age);
printf("score = %lf\n", (*ps).score);
printf("\n");
//通过操作符->，直接应用于结构体指针访问结构体成员变量
printf("name = %s\n", ps->name);
printf("age = %d\n", ps->age);
printf("score = %lf\n", ps->score);
return 0;
}三. 表达式求值
表达式的求值顺序一部分是由操作符的优先级和结合性决定的。同时，操作数要进行相应的类型转换，主要的类型转换有整型提升（隐式类型转换）和算数转换。
3.1 整型提升
以实例来说明整型提升的概念：
char a,b,c;
....
a = b + c;b、c被提升为普通整型，然后再执行加法运算，加法运算完成后，结果先被截断，在存储于a中。
整型提升的意义：
表达式的运算要在CPU相应的运算器内执行，CPU内整型运算器（ALU）的操作数的字节长度一般就是int字节长度，同时也是CPU内通用寄存器长度。因此，表达式中各种小于int长度的值，都必须先转换为int类型长度进行运算，然后再截断。
整型提升的过程示例：
int main()
{
char a = 3;
char b = 127;
char c = a + b; //发生整型提升
printf("%d\n", c); //打印 -126
return 0;
}
图3.1
3.2 算数转换
如果某个操作符的各个操作数属于不同类型，那么要将其中一个操作数转化为另一个操作数的类型，否则操作无法进行。
操作符相关知识点总结完毕，感谢大家的阅读，敬请批评指正！