【C语言】操作符

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
• 逗号操作符
• 下标引用、函数调用和结构成员操作符

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。

移位操作符

请注意：移位操作符移动的是二进制位的补码。

⚠：移位操作符的操作数只能是整数，不要移动负数位，这个是标准未定义的。

 int num = 10;
 num>>-1;         //error

左移操作符

移位规则：左边抛弃、右边补0。并且被操作数在没有被重新赋值的情况下，自身的值并不会被 << 操作符影响。

右移操作符

右移运算有两种规则：

1. 算术右移： 右边丢弃、左边补原来的符号位。
2. 逻辑右移：右边丢弃、左边补0。

但就目前来看大多数情况下都是算术右移。

位操作符

请注意：这里的位指的是二进制位，且操作数必须是整数。

1. &：对应的二进制位上有0，按位与的结果就为0。
2. | ：对应的二进制位上有1，按位或的结果就为1。
   
3. ^ ：对应的二进制位相同为0，相异为1。
   

赋值操作符

赋值操作符支持连续赋值，虽然VS编译器支持给变量连续赋值，但为了代码清晰爽朗，还是推荐大家一步一步进行赋值。

复合赋值符

单目操作符

单目操作符介绍

1. 逻辑反操作符：！（！常被用来调整判断条件。）
   
2. 取地址操作符：& 和 解引用操作符：* （& 常被用来获取变量和数组的地址。）
   
3. 按位取反操作符：~ （~ 将二进制位按位取反，包括符号位。）
   
   按位取反后，请注意符号位的值：

• 若为1：说明按位取反后是个负数继续补码转换为原码。
• 若为0：说明按位取反后是个正数，补码即原码。
  

4. 前置++和后置++

• 后置++：先对a先使用，再增加。
  

• 前置++：先对a进行自增，然后再使用。
  

5. 强制类型转换操作符：（类型） （强制类型转换只是将变量的类型临时改变成了所需要的类型的值，对变量来说并不是真的改变了它的类型）
   

sizeof 和 数组

1. sizeof 可以求 变量/类型 所占空间的大小。
2. sizeof 后是类型，类型旁边的括号不能省略；sizeof后面是变量名，括号可以省略。
3. sizeof 可以计算数组的大小

关系操作符

⚠ 特别小心==和=的使用，前期写代码我总是在这里出错

逻辑操作符

这里注意区分&&（逻辑与）、&（按位与）、| |（逻辑或）和 |（按位或）。

1. 逻辑与操作符（&&）左右两端表达式结果都为真，算出的结果就为真。
2. 逻辑或操作符（| |）左右两端表达式结果都为假，算出的结果才为假。

条件操作符

使用方法：先判断表达式1的结果是否为真，如果表达式1的结果为真，那下一步就算表达式的结果并将其作为整个条件表达式的值；如果表达式1的结果为假，那下一步就算表达式3的结果并将其作为整个条件表达式的值。

逗号操作符

逗号表达式：就是用逗号隔开的多个表达式，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。

下标引用、函数调用和结构成员操作符

1. 下标引用操作符：[ ] （ [ ] 有两个操作数：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. 结构体成员访问操作符： . 和 -> （ 结构体变量 . 结构体成员名， 结构体变量的地址 -> 结构体成员名 ）
   
   
   

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。

1. 数据类型小于int类型时进行隐式类型转换。
2. 数据类型大于等于int类型时进行算术转换。

隐式类型转换

C 的整型算术运算总是至少以缺省整型（int）类型的精度来进行的。为了获得这个精度，表达式中的字符（char）和短整型（short ）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（为什么要进行整型提升）：

截断和整型提升

整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的。（ 无符号整形提升，高位补0 ）

1. 负数的整形提升：高位补充其符号位 1 。
   
2. 正数的整形提升：高位补充其符号位 0 。
   

几个简单的例子来说明截断和整型提升：

整型提升是隐式，不经意间发生的，就好像从来都没有感知到它的存在一样，但确是的的确确存在的。

上个例子中的c只要参与表达式运算，就会发生整形提升，+c是个表达式 ，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。

算数转换

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下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。

• long double
• double
• float
• unsigned long int
• long int
• unsigned int
• int

操作符属性

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。

两个相邻的操作符执行的先后顺序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。

一些代码问题

代码1：
 
a*b + c*d + e*f

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。

代码2：
 
c + --c;

虽然这个代码的操作顺序可以确定且有且仅有一种：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。

代码3：
 
int main()
{
    int i = 10;
    i = i-- - --i * ( i = -3 ) * i++ + ++i;
    printf("i = %d\n", i);
    return 0;
}

注意：不要写出非常复杂的表达式代码。

代码4：
 
int fun()
{
    static int count = 1;
    return ++count;
}
 
int main()
{
    int answer;
    answer = fun() - fun() * fun();
    printf( "%d\n", answer);
    return 0;
}

虽然该代码在大多数的编译器上求得结果都是相同的。但是还是存在一些问题经不起推敲：操作符的优先级只能决定 * 比 - 先算，但无法决定表达式中的3个函数先调用哪个。

代码5：
 
#include 
int main()
{
    int i = 1;
    int ret = (++i) + (++i) + (++i);
    printf("%d\n", ret);
    return 0;
}

简单看一下汇编代码后发现。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。