操作符详解（上）

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操作符的分类

二进制和进制转换

2进制转10进制

10进制转2进制数字

2进制转8进制

2进制转16进制

原码、反码、补码 

移位操作符

左移操作符

右移操作符

位操作符：&、|、^、~

单目操作符

逗号表达式

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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： . 、->

上述的操作符，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，今天继续介绍一部分，操作符中有一些操作符和二进制有关系，我们先铺垫一下二进制的和进制转换的知识。

前面部分操作符所属：

C语言数据类型和变量（上）-CSDN博客

C语言数据类型和变量（下）-CSDN博客

二进制和进制转换

其实我们经常能听到2进制、8进制、10进制、16进制这样的讲法，那是什么意思呢？其实2进制、8进制、10进制、16进制是数值的不同表示形式而已。

比如：数值15的各种进制的表示形式：

15的2进制：1111

15的8进制：17

15的10进制：15

15的16进制：F

上面的看不懂关系，先讲一讲原理性的东西。 

我们重点介绍一下二进制： 首先我们还是得从10进制讲起，其实10进制是我们生活中经常使用的，我们已经形成了很多尝试：

• 10进制中满10进1。

• 10进制的数字每一位都是0~9的数字组成。

类比一下，其实二进制也是一样的。

• 2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。

2进制转10进制

其实10进制的123表示的值是一百二十三，为什么是这个值呢？其实和10进制的每一位是权重有关的，10进制的数字从右向左是个位、十位、百位....，分别每一位的权重是 10^0 , 10^1 , 10^3 ……如下图：​

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: 2^0 , 2^1 , 2^2 ... 

如果是2进制的1101，该怎么理解呢？ 

​

总结：二进制（推广也可以）化为十进制使用该位的位数乘以该位的权重算出权重值，然后每一位的权重值相加最总的结果就是该二进制数对应的十进制。

10进制转2进制数字

当我们拿到一个十进制的125，要想转换成2进制该怎么办呢？我们只需要不断地除以2，保留每一次除以2，剩下的余数，直至最后商等于0，然后把保留的余数逆序输出就得到了125对应的2进制。如下图：

​

同理10进制转6进制，10进制转8进制，10进制转16进制都是如此。 

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。 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。如下图：

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2进制转16进制

16进制的数字每一位是0~9和a ~f 的，0~9和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。 如：2进制的01101011，换成16进制：0x6b，16进制表示的时候前面加0x （可以大写，也可以小写）。

如下图：

​

原码、反码、补码 

整数的2进制表示方法有三种，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，最高位的1位是被当做符号 位，剩余的都是数值位。 符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”。 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得到的就是原码。

反码：将原码的符号位不变，其他位依次按位取反（即0变成1，1变成0）就可以得到反码。

补码：反码+1就得到补码。

举个例子：​

对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。 （原因是在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理；同时，加法和减法也可以统一处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。不知道也没关系，记住整形数据在内存中存放的是补码就可以了。）

顺便说一下计算机的一些常见的单位：bit(比特位），byte(字节)，KB，MB，GB，TB，PB

 1个字节等于8个比特位。

后面那些相互之间都是1024进制转换。1 KB=1024 byte

 这是原码变成补码，那么补码变成原码怎么办呢？其实就只需要减一，再将反码的符号位不变，其他位依次按位取反（即0变成1，1变成0）就可以得到原码。其实还有一种方法，就是按照原码变补码的方法再走一遍。

同样就拿刚刚那个例子来说：

​

我们可以看到这个和刚刚那个是一样的。 

总结一下：原码得到反码可以使用：取反，+1的操作。

                  反码得到原码也可以使用：取反，+1的操作。

移位操作符

<< 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和 % 是一样的。

        移位操作符同样移动的是2进制位。

左移操作符

移位规则：左边抛弃、右边补0。

代码演示：

​

具体过程如下图：

​

右移操作符

移位规则：首先右移运算分两种： 1. 逻辑右移：左边用0填充，右边丢弃 。2. 算术右移：左边用原该值的符号位填充，右边丢弃。 

我们用图来分别描述逻辑右移和算术右移：

逻辑右移：

​

 算术右移：

​

接下来，就验证一下VS2022编译器用的是哪一种：

代码演示：

​

我们可以从结果得知：VS2022采用的是算术右移，其实这个也是比较合理的。那个直接补0，就有点无脑了。

注意：1. 右移到底是算数右移，还是逻辑右移这是取决于我们的编译器的，常见的编译器采用的都是算术右移。

2.对于移位运算符，不要移动负数位，这个是标准未定义的。 

3.聪明的小伙伴应该发现了，左移有乘以2的效果，右移有除以2的效果。 

位操作符：&、|、^、~

&   按位与  ——>二进制位同为1，则是1；否则，就是0。

|    按位或  ——>二进制位有1则为1；否则，就是0。

^   按位异或 ——>二进制位相同则为0，、；否则，就是1。

~   按位取反 ——>包括符号位在内，0变1，1变0。

注：他们的操作数必须是整数，它们是操作数也是2进制位

代码演示：​

这个过程到底是怎么变化的呢？画图来分析一下：

​

注意：0的原码，反码，补码也是相同的 。

单目操作符

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

单目操作符的特点是只有⼀个操作数，在前面那篇文章中（C语言数据类型和变量（下）-CSDN博客）单目操作符中只有&和*没有介绍，这2个操作符，在学习指针的时候在介绍。

逗号表达式

 常见形式：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。 

注意：这里虽然最终的结果是最后一个表达式的结果，但是并不代表前面的表达式不要计算，前面的表达式可能会影响最终表达式运算的值。