C语言：详解操作符（上）

摘要：

本篇，我们将学习C语言中操作符的相关内容，操作符是C语言中重要的元素之一，在我们的代码中处处都有，下面我们将详细介绍操作符的相关内容，并结合一些代码例题加深印象。

目录

一、操作符的分类及介绍

二、进制转换

1、二进制转十进制

         2、二进制转八进制和十六进制

三、 原码、反码、补码

四、移位操作符

1、左移操作符

2、右移操作符

五、位操作符:&、|、^、~

思考题1答案

思考题2答案

思考题3答案

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一、操作符的分类及介绍

· 算数操作符：+、-、、/、%
· 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：？ ：
· 逗号操作符：，
· 下标引用操作符：[ ]
· 函数调用：（）
· 结构体成员访问：·、->

这些操作符操作符的中算数操作符，赋值操作符等我已经在之前整理过
算数操作符及算数表达式详解，有疑问的可以点击进去查看，本文主要讲述位移操作符等涉及二进制位的操作符的有关内容，下面我们先讲解一下进制转换。

二、进制转换

我们应该都听说过计算机只能识别0和1，即计算机的内部是按二进制的，但我们通常接触的都是十进制，八进制，或者十六进制。那它们之间的关系是什么呢？又该如何相互转换呢？
其实很简单，二进制的实质就是满2进1、八进制的实质就是满8进1……以此类推，下面我们将详细介绍它们之间应该如何转换

1、二进制转十进制

二进制位每一位分别对应的是1，2，4，8，16，通过观察可以知道，二进制每一位对应的实则就是2的次方数。

如二进制11111111对应的十进制就是377：

2、二进制转八进制和十六进制

二进制转八进制和十六进制本质上跟二进制转化成十进制本质上一样，就是权数上的差异罢了，但是二进制转换为八进制十六进制是有一些技巧的，三个二进制数字能表示一个八进制数字，四个二进制数字能表示一个十六进制数字。

比如二进制数字11111111，它对应的八进制和十六数字如下：

三、 原码、反码、补码

整数在内存中的二进制表示形式有原码、反码、补码
对于一个int类型的整形数字，有四个字节即三十二个比特位
00000000000000000000000000000000，其中第一个数字是符号位，如果是1表示是负数，是0表示整数
原码：原码就是十进制数字所对应的二进制数字
反码：反码是原码所有数字取反，如原码为0101，则反码为1010
补码：补码是反码加一，也是数字在电脑中的存储形式

由补码求原码也是相同的操作，即先取反，再加1

四、移位操作符

<< 左移操作符 、>>右移操作符
注意：位操作符只能对整数适用

1、左移操作符

移动规则：左边抛弃，右边补0

#include
int main()
{
    int a = 2;
    printf("%d", (a << 1));
    return 0;
}

思考一下，所有二进制数字左移1次的时候，有没有乘于2的效果？

2、右移操作符

右移操作符包括两种：算数右移和逻辑右移
其中采用哪种右移方式取决于编译器，市面上常见的编译器都是算数右移

1、逻辑右移：左边用0补充，右边舍去
2、算数右移：左边用原值的符号位补充，右边舍去

算数右移例题：

#include
int main()
{
    int a = 4;
    printf("%d", (a >> 1));
    return 0;
}

运行结果：2
思考一下，所有二进制数字右移1次的时候，有没有除于2的效果？

五、位操作符:&、|、^、~

位操作符：

1 & //按位与
2 | //按位或
3 ^ //按位异或
4 ~ //按位取反

需要记住的是，位操作符也只能适用于整数
用法通过代码呈现：

#include
int main()
{
    int num1 = 3;
    int num2 = 5;
    printf("%d\n", num1 & num2);
    printf("%d\n", num1 | num2);
    printf("%d\n", num1 ^ num2);
    printf("%d\n", ~0);
    return 0;
}

通过上述这段代码可以让我们对这几个操作符有一个初步的认识，下面给出几个思考题，请结合自己的理解做答，（答案后期我会追加一篇博客讲解，以便理解，如果需要可以点个关注）

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思考题：
1、不创建临时变量（第三个变量），如何实现两个数交换
2、编写代码实现：求一个整数存储在内存中的二进制中1的个数
3、二进制位置0或者置1

思考题1答案

#include
int main()
{
    int a = 3;
    int b = 5;
    printf("交换前：a=%d,b=%d\n", a, b);
    a = a ^ b;
    b = a ^ b;
    a = a ^ b;
    printf("交换后：a=%d,b=%d\n", a, b);
    return 0;
}

思考题2答案

//方法一
#include
int main()
{
    int n = 0;
    scanf("%d", &n);
    int count = 0;
    for (int i = 0; i < 32; i++)
    {
        if (n >> i & 1 == 1)
            count++;
    }
    printf("%d", count);
    return 0;
}

//方法二
#include
int main()
{
    int n = 0;
    int count = 0;
    scanf("%d", &n);
    while (n)
    {
        n = n & (n - 1);
            count++;
    }
    printf("%d", count);
    return 0;
}

思考题3答案

//二进制位置0或者置1
 #include
int main()
{
    int n = 13;
    n |= (1 << 4);//把第五位改成1
    printf("%d\n", n);
    n = n & (~(1 << 4));//把第五位改成0
    printf("%d", n);
    return 0;
}

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结语：

操作符的相关内容还是很多的，这里我们只是讲了一部分，剩下的一些留在下篇再讲，让子弹再飞一会儿

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