C语言--操作符的详解（上）

1. 操作符的分类

算术操作符： + 、- 、* 、/ 、%

移位操作符： <<  >>

位操作符: &  |  ^  `

赋值操作符: = 、+= 、 -= 、 *= 、 /= 、%= 、>= 、&= 、|= 、^=

• 单⽬操作符： ！、++、--、&、*、+、-、~ 、sizeof、(类型) 

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： ()

结构成员访问： . 、 ->

上面的这些操作符中，我们在前面的博客已经讲过算术操作符、赋值操作符、逻辑操作符、条件操作符和部分的单目操作符，继续介绍另一部分，但是在这之前我们要知道一下二进制和进制转换的知识。

2.二进制

我们之前知道有很多进制，其实这些进制就是数组的不同表示形式而已。

比如：数值15的各种进制的表现形式：

15的2进制：1111
15的8进制：17
15的10进制：15
15的16进制：F

在讲二进制的时候我们首先要先从10进制来讲起，10进制在我们的生活中经常用。

10进制满10进1        10进制的数字每一位都是0-9的数字组成

二进制中满2进1        2进制的数字每一位都是0-1的数字组成

3   2进制和其他进制的转换

3.1  2进制转10进制数字

我们通过观察不难发现，10进制数其实就是字从右向左是个位、⼗位、百位....，分别每⼀位的权重是 10 , 10 , 10 ...

 2进制和10进制是类似的，只不过2进制的每⼀位的权重，从右向左是: 2 , 2 , 2 ... 0 1 2

3.2 10进制转2进制数字

10进制的125转换的二进制：1111101

3.3 2进制转8进制和16进制 

3.3.1  2进制转8进制

8进制的数字每⼀位是0~7的，0~7的数字，各⾃写成2进制，最多有3个2进制位就⾜够了，⽐如7的⼆ 进制是111，所以在2进制转8进制数的时候，从2进制序列中右边低位开始向左每3个2进制位会换算⼀ 个8进制位，剩余不够3个2进制位的直接换算。（转2从右3个二进制为一组不够时左边补0）

如：2进制的01101011，换成8进制：0153，0开头的数字，会被当做8进制。

3.3.2 2进制转16进制

16进制的数字每⼀位是0~9,a ~f 的，0~9,a ~f 的数字，各⾃写成2进制，最多有4个2进制位就⾜够了， ⽐如 f 的⼆进制是1111，所以在2进制转16进制数的时候，从2进制序列中右边低位开始向左每4个2进 制位会换算⼀个16进制位，剩余不够4个⼆进制位的直接换算。（转2从右边4个为一组，不够时补0）

如：2进制的01101011，换成16进制：0x6b，16进制表⽰的时候前⾯加0x

4. 原码、反码和补码

在整数的2进制表示方法有3种，即原码、反码和补码。有符号整数的三种表⽰⽅法均有符号位和数值位两部分，2进制序列中最高位为符号位，其余都是数值位。

符号位都是⽤0表⽰“正”，⽤1表⽰“负”。
int num=10;
//10是存放在整型变量num中，占4个字节==32bit位
//0      0000000000000000000000000001010
  |                    |
符号位                  数值位  

正整数的原、反、补码都相同。

负整数的三种表示⽅法各不相同。

原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成⼆进制；

反码：将原码的符号位不变，其他位依次按位取反；

补码：：反码+1就得到补码；

注：反码得到原码也可以直接使用：取反，+1的操作。

（记住，对于整型来说：数据存放内存中其实存放的是补码）

因为：

5. 移位操作符

<< 左移操作符

>> 右移操作符

 注：移位操作符的操作只能是整数。

5.1 左移操作符

移位规则：左边抛弃、右边补0

比如; 有int num=10，执行num<<

 5.2 右移操作符

移位规则：⾸先右移运算分两种：

 （右移是逻辑右移还是算术右移，是取决于编译器的实现！！！，大部分的编译器是算术右移）

#include 
int main()
{
     int num = 10;
     int n = num>>1;
     printf("n= %d\n", n);
     printf("num= %d\n", num);
     return 0;
}

 逻辑右移：

 算术右移：

6. 位操作符：&、|、^、~

& //按位与
| //按位或
^ //按位异或
~ //按位取反

注：它们的操作数必须是整数。

代码使用：

#include 
int main()
{
     int num1 = -3;
     //10000000000000000000000000000011——原码
     //11111111111111111111111111111100——反码
     //11111111111111111111111111111101——补码
     int num2 = 5;
     //00000000000000000000000000000101——补码
     printf("%d\n", num1 & num2);//按（2进制）位与（只要有0就是0，两个同时为1才是1）
     printf("%d\n", num1 | num2);//按（2进制）位或（只要有1就是1，两个同时为0才是0）
     printf("%d\n", num1 ^ num2);//按（2进制）位异或（相同位0；相异为1）
     printf("%d\n", ~num2);//按（2进制）位取反（补码取反）
     return 0;
}

实践的运用：

不能创建临时变量（第三个变量），实现两个数的交换。

#include
int main()
{
	int a = 5;
	int b = 3;
	//a = a + b;
	//b = a - b;
	//a = a - b;
	这种写法的缺陷是：a和b如果非常大，求和后结果超过了整型的最大值
	a = a ^ b;
	b = a ^ b;
	a = a ^ b;
	//异或的特点
	//a^a=0;
	//0^a=a;
	printf("a=%d b=%d\n", a, b);
	return 0;
}

练习1：求⼀个整数存储在内存中的⼆进制中1的个数。

#include
int main()
{
	int a = 3;//如果考虑负数的话就写位int unsinged int a;
	int count = 0;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 32; i++)
	{
		if (((a >> i) & 1) == 1)//a&1=1说明a的二进制最后一位为1，反之为0；
		{
			count++;
		}
	}
	printf("%d ", count);
    //方法2：
    while (a)
	{
		if (a % 2 == 1)
		{
			count++;
			a /= 2;
		}
	}
	printf("%d ", count);
    //方法3
    while (a)
	{
		a = a & (a - 1);
		count++;
	}
    printf("%d ", count);
	return 0;
}

练习2：⼆进制位置0或者置（编写代码将13⼆进制序列的第5位修改为1，然后再改回0）

#include
int main()
{
	int n = 13;
	int a = n | (1 << 4);
	int b=n& ~(1 << 4);
	printf("%d %d\n", a, b);
	return 0;
}

7.  单⽬操作符

单⽬操作符有这些： ！、++、--、&、*、+、-、~ 、sizeof、(类型)

8. 逗号表达式

逗号表达式，就是⽤逗号隔开的多个表达式。

exp1, exp2, exp3, …expN

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。

 9. 下标访问[]、函数调⽤()

9.1 [ ] 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。

9.2 函数调⽤操作符

#include 
void test1()
{
      printf("hehe\n");
}

int main()
{
     test1(); //这⾥的()就是作为函数调⽤操作符。
  return 0;
}