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详解C语言中的各种操作符

快乐爱生活的凡哥 355

前言:

此时咱们对“c语言中补码是什么”大体比较看重,看官们都想要分析一些“c语言中补码是什么”的相关内容。那么小编同时在网摘上搜集了一些对于“c语言中补码是什么””的相关内容,希望同学们能喜欢,大家快快来学习一下吧!

作为一个不写代码的人,面试中还是会下意识地问起C基础的东西。

而基础的操作符相关部分都是一个被忽略的重点,我们每天写代码一定会用到一些操作符,可是它的原理我们真的了解得很透彻么?

在复习的过程中也是自我反省的过程,好多的细节我之前没学到位,甚至整型提升这一个复杂的过程之前都没怎么听说过。

C 语言提供了丰富的运算符,共有10种,分别是:

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,逗号表达式,下标引用、函数调用和结构成员。

接下来一一介绍每种操作符:

算术操作符

符号:+  -  *  /  %符号说明: +   --->   分别用于整数及浮点数的加法 -   --->   分别用于整数及浮点数的减法 *   --->   分别用于整数及浮点数的乘法 /   --->   分别用于整数及浮点数的除法%   --->   用于返回两个整数相除的余数

注意

1.+、-、* 这三个操作符其实没有什么值得一提的,进行加法,减法,乘法运算。

2.当使用/运算符时:

1)如果两个操作数均为整型,那么执行整数除法,运算结果也为整型;

2)如果两个操作数至少一个为浮点数,那么执行浮点数运算,运算结果为浮点型。

结果类型与操作数有关,与类型无关

int ret=9/2; //ret=4double ret=9/2 //ret=4.000000double ret=9/2.0 //ret=4.500000int ret=9/2.0 //编译器会报错

3.%运算符只能用于两个整数相除,返回余数。

ret=9%2;  //ret=1

注意'%'的操作数只能是整型

移位操作符

符号:<< >>

符号说明:<<   --->   左移运算符,用于将整数左移指定位数>>    --->   右移运算符,用于将整数右移指定位数移位规则:<< (左移运算符):不论算术移位还是逻辑移位,均将左边的数舍弃,右边空缺位补0(左边丢弃,右边补0)>>(右移运算符): 当进行逻辑移位时,右边位丢弃,左边空缺位补0(右边丢弃,左边补0) ;																 当进行算术移位时,右边位丢弃,左边位补原数的符号位(右边丢弃,左边补符号位)。

谈到移位操作符和位操作符,有必要复习一下原码,反码,补码的知识

对于整数的二进制存储有三种形式,原码,反码,补码。而在计算机中存储的数据为补码。1.正数正数的原码,反码,补码都是相同的,就是将该正数转换为二进制,以整型为例10的原码,反码,补码是00000000 00000000 00000000 00001010 由于是整型,所以一共32个二进制位,第一位是符号位,所以为0,代表正数。2.负数负数的原码是将第一位符号位置为1,其他位按照十进制转换为二进制运算即可。负数的反码是指符号位1不变,其他位取反。负数的补码是由反码加一得到的。以 -10 为例原码:10000000 00000000 00000000 00001010反码:11111111 11111111 11111111 11110101(0比1宽,视觉误差。。。我还查了一遍)补码:11111111 11111111 11111111  11110110

重要的事情说两遍,计算机存的是补码。

a) << :左移操作符

顾名思义,就是将二进制的补码向左移动n位,也就是将最左边n个二进制位删掉,右边补了n个0。

int a=10;int b=a<<1;

这段代码,b的值怎么算呢?

首先写出a的补码 :00000000 00000000 00000000 00001010

然后移位 :00000000 00000000 00000000 00010100

得到b的补码,由于是正数所以也是原码。b的值就算出来了是20。

b) >> :右移操作符

右移操作符和左移操作符基本相似,但是有不同。

同样最右边的数丢弃,但是最左边补什么由你使用的编译器决定。

(1)正数最左边补的位一定是0

(2)负数则需要看编译器支持哪种右移,支持逻辑右移则补0,支持算数右移则补1,大部分编译器支持的是算数右移

以-10为例,先写出-10的补码

补码:11111111 11111111 11111111 11110110

逻辑右移:011111111 11111111 11111111 11111011

算数右移:11111111 11111111 11111111 11111011

两种方式算出的结果是不同的,所以当你用不同编译器算出的结果不同,请不要惊讶。

注意

1.移位操作不改变原值。

2.移位时不能移负数位。

位操作符

符号:& | ^

符号说明:&    --->  按位与(有0出0) |     --->  按位或(有1出1)     ^     --->  按位异或(相同为0,相异为1) 

举例说明:

int a=3;int b=-2;

用这两个数字举例,先写出他们的补码

a : 00000000 00000000 00000000 00000011

b : 11111111 11111111 11111111 11111110

1.&按位与

有0则0,同1则1。

a&b=00000000 000000000 00000000 00000010

2.|按位或

有1则1,同0则0

a|b=11111111 11111111 11111111 11111111

由于每一位都有1存在,所以都是1,若有一位两者都是0的话,则为0

3.^按位异或

相同为0,不同为1。

a^b=11111111 11111111 11111111 11111101

注意:这三种位运算计算出的结果仍为补码。只要是用补码当操作数的,结果均为补码。

4.这三种位运算的用处

学习到这里你可能会问,这些运算在写程序的时候有什么用呢,似乎用的也不是很多。

(1)取到二进制位的最低位

只需要a&1,如果得到的结果是1,则最低位为1;如果得到的是0,则最低位是0。

(2)计算一个未知数的值

利用循环语句,每次循环将a的二进制序列向右移一位(>>),同时进行a&1,这样每一次循环都能得到a的一个二进制位,循环执行32次,则a的二进制序列便可得到,进而得到a的值。

(3)交换两个数的数值

通常情况下我们交换两个数的数值应该是这样的

int a=10;int b=20;int temp;temp=a;a=b;b=temp;

我初学的时候一直觉得再创建一个变量挺麻烦的,不知道你们是否有同感。那有没有不用创建temp的方法呢?有,'^'呀。

int a=10;int b=20;a=a^b;b=a^b;a=a^b;

这样两个数就交换了,至于原理,你可以写一写二进制序列自己试一试。

注意:

1.位操作符的操作数必须为整数。

2.计算机中存的是二进制的补码,所以进行的是补码运算,再转化成原码可得最终结果 。

3.一个数的二进制&1可得该数二进制最低位是0还是1.

4.若想将一个数的二进制第N位 置为0,则可将1左移N-1位后按位取反,再与该数二进制做与运算,即(~(1<<(N-1)))& 该数二进制。

5.若想将一个数的二进制第N位 置为1, 则可将1左移N-1位后与该数二进制做或运算,即(1<<(N-1)) | 该数二进制。

赋值操作符

符号:= += -= *= /= %= >>= <<= &= |= ^=

符号说明:=   --->  进行简单赋值操作 +=、-=、*=、/=、%=、>>=、<<=、&=、|=、^=    --->    复合赋值符,进行复合赋值操作

举例说明:

=(简单赋值) :

int x = 10;x = 20;    //简单赋值操作double y = 10.0;y = 20.0;  //简单赋值操作 int a = 5;int b = 7;int c = 9;c = b = a+1;   //连续赋值操作

+=、-=、*=、/=、%=、>>=、<<=、&=、|=、^=(复合赋值):

int x = 10;x = x + 5;x += 5;   //复合赋值 int y = 10;y = y + 5;y -= 5;   //复合赋值 其它复合赋值符也是相同用法,此处不再一一列举。

注意:赋值操作符可以连续使用,字符串的赋值不能用=,要用strcpy。

单目操作符

所谓单目,就是只有一个操作数的意思

符号: ! - + & sizeof ~ -- ++ * (类型)

符号说明:  !    --->    逻辑反操作  -    --->    负值  +    --->    正值  &   --->    取地址sizeof   --->   操作数的类型长度(单位:字节)  ~    --->   对一个数的二进制按位取反 --    --->    前置、后置--++    --->   前置、后置++ *     --->    解引用操作符 (类型)    --->   强制类型转换

举例说明:

1)!(逻辑反操作):

int a = 10;if(!a)    //!:逻辑反操作   {    //doSomething;}

2)-(负值)、+(正值):

int a = 10;    //正值int b = -10;   //负值

3)& *取地址操作符和解引用操作符:

&取出某一个变量的地址,*通过地址找到变量的值。

int a=10;int* p=&a;//取出a的地址放在指针p中*p=20;//通过解引用操作符修改a的值printf("%d",a);//a=20

这里需要一些指针的知识,注意一下(int*)代表指针的类型,这里的‘*’和后面的解引用操作符‘*’不同。

4)sizeof(求操作数的类型长度):

int a = 10;printf("%d\n",sizeof(a));   //结果为4(字节)printf("%d\n",sizeof(int)); //结果为4(字节)printf("%d\n",sizeof a);   //结果为4(字节)  求变量的长度时可以省略括号printf("%d\n",sizeof int); //错误,求类型的长度时不能去掉括号

5)~(对一个数的二进制按位取反):

符号位也要取反

int a=0;//00000000 00000000 00000000 00000000int b=~a;//11111111 11111111 11111111 11111111

用处:一般在修改单个二进制位的时候使用

6)--(前置、后置--)、++(前置、后置++):

int a = 5;int b = a++;   //此时a=6,b=5      前置++:先使用,后++int c = ++a;   //此时a=6,c=6      后置++:先++,后使用 前置--和后置--分别同前置++、后置++,此处不再详述。

记住一点就可以了,前置++先计算后赋值,后置++先赋值后计算,--也是一样的

7)(类型)(强制类型转换):

srand((unsigned int)time(NULL)); int a=3.14;//编译器会报错int a=(int)3.14//a=3,编译器不会报错

注意

1.sizeof是一个操作符,关键字,而不是函数,求的是操作数的类型长度(以字节为单位)。

2.sizeof求类型的长度时不可省略括号,求变量的长度时可以省略括号。

关系操作符

符号:· > < >= <= != ==

符号说明: >     --->  测试“大于”<     --->  测试“小于”>=     --->  测试“大于等于”<=     --->  测试“小于等于”!=     --->  测试“不等于” ==     --->  测试“等于”

注意

1.判断字符串是否相同应该用strcmp()函数,而不能用==比较。

2.编写程序代码时一定注意=和==的区别,不要写错,=是做赋值操作,而==才是判断是否相等。

逻辑操作符

符号: && ||

符号说明:&&  --->    逻辑与操作(只要有一个表达式为假便为假,不再执行后面的表达式) ||    --->    逻辑或操作(只要有一个表达式为真便为真,不再执行后面的表达式)

举例说明:

1 && 2 = 1;  //逻辑与,只要有一个为假便为假1 & 2 = 0;   //按位与(二进制位) 1 || 2 = 1;  //逻辑或,只要有一个为真便为真1 | 2 = 3;   //按位或(二进制位) int i = 0,a = 0,b = 2,c = 3,d = 4;i = a++ && ++b && d++;  //前置++是先使用再++,所以此时先使用a = 0,由于进行的是逻辑与操作,只要有一个表达式为假,便不再执行后面的表达式,直接返回假。而后a++,a变成1,b,c,d仍为原值printf("a = %d b = %d c = %d d = %d\n",a,b,c,d);  //a = 1,b = 2,c = 3,d = 4  int i = 0,a = 0,b = 2,c = 3,d = 4;i = a++ || ++b || d++;  //前置++是先使用再++,所以此时先使用a = 0,++b后b变成3,此表达式为真。由于进行的是逻辑或操作,只要有一个表达式为真,便不再执行后面的表达式,直接返回真。而后a++,a变成1,不再执行d++。printf("a = %d b = %d c = %d d = %d\n",a,b,c,d);  //a = 1,b = 3,c = 3,d = 4

注意

1.一定注意按位与和逻辑与,按位或和逻辑或的区别。

2.逻辑与中,只要有一个表达式为假,便不再执行后面的表达式,直接返回假;

逻辑或中,只要有一个表达式为真,便不再执行后面的表达式,直接返回真。

条件操作符

符号:exp1 ? exp2 : exp3

举例说明:

int a = 5;int b = 9;int max = (a>b) ? a : b;   //如果a>b,则max = a;否则max = b
逗号表达式

符号:exp1, exp2, exp3, ..., expN

符号说明:exp1, exp2, exp3, ..., expN   --->   逗号表达式(用逗号隔开的表达式),从左往右依次执行。整个表达式的结果为最后一个表达式的结果。

逗号表达式中也有一些细节是我们没怎么注意到的。

(1)逗号表达式由左向右执行,整个表达式的结果是最后一个表达式的结果

  int a = 5;	int b = 1;	int c = (a = b + 1,b = a - 2);	printf("%d", c);//c=0

c的结果是0,这说明逗号表达式确实从左到右执行了,而且整个逗号表达式的值是最后一个表达式的值

(2)根据逗号表达式的特性可以简化循环语句

a=get();count(a);while(a>0){a=get();b=count(a);}

用逗号表达式可以这样写:

while(a=get(),count(a),a>0){  }

但其实不太建议这样去做,虽然很秀,但是容易把自己绕晕,而且do while语句可以达到同样的效果

注意:逗号表达式的结果虽然是最后一个表达式的结果,但不可认为与前面的表达式就无关了,因为前面表达式可能会影响最后一个表达式的结果。

下标引用、函数调用和结构成员

1)[]下标引用操作符

符号说明:[ ] ---> 下标引用操作符,有两个操作数(数组名和索引值)

举例说明:

int arr[10] = {0};arr[3] = 7;    //[ ]:下标引用操作符,其两个操作数为arr和3

注意:下标引用共有两个操作数(数组名和索引值)。

2)()函数调用操作符

符号:()

符号说明:()   --->  函数调用操作符,有一个或多个操作数(函数名和参数)。
void test1(){  printf("fine day!\n");} void test2(char *ch){  printf("%s\n",ch);} int main(){  test1();    //():函数调用操作符  test2("fine day!");    //():函数调用操作符}

注意:函数调用操作符有一个或多个操作数。

3)结构体成员的引用操作符

符号: . ->

符号说明:.   --->   结构体对象.成员名->  --->  结构体指针->成员名
struct Person{  char name[10];  char sex[5];  int age;  double height;} int main(){  struct Person person1;  struct Person person2;  struct Person *pperson = &person2;  strcpy(person.name,"zhangsan");   //结构体成员访问  person.age = 20;   //结构体成员访问  strcpy(pperson->name,"lisi");   //结构体成员访问  pperson->age = 23;   //结构体成员访问}

注意:当结构体中有数组成员时,给该成员赋值用用strcpy()函数,将目标串拷贝给该数组成员。

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