初级C语言之【操作符】(二)

简介: 初级C语言之【操作符】(二)

4.4.2:方法二

在介绍方法二之前大家需要直到异或的三个性质:

  1:a^a=0
  2:0^a=a
  3:异或满足交换律和结合律,即:a^b^c=a^(b^c),a^b=b^a
int main()
{
  int a = 3;
  int b = 5;
  printf("%d %d\n", a, b);
  a = a ^ b;
  b = a ^ b;//也就是:(a^b)^b=a^(b^b)=a^0=a,此时就把a的值放到b里面去了,b里面存的就是a
  a = a ^ b;//也就是:(a^b)^a=a^a^b=0^b=b,此时就把b的值存到a里面去了,a里面存的就是b
  printf("%d %d\n", a, b);
  return 0;
}
//结果:
3 5
5 3

五:赋值操作符

赋值操作符是一个很棒的操作符,他可以让你得到一个你之前不满意的值。也就是你可以给自己重新赋值。

int weight = 120;//体重
weight = 89;//不满意就赋值
double salary = 10000.0;
salary = 20000.0;//使用赋值操作符赋值。

赋值操作符可以连续使用,比如:

int a = 10;
int x = 0;
int y = 20;
a = x = y+1;//连续赋值,先把y+1的值赋值给x,再把x的值赋给a,从右往左进行赋值
//不建议这样写,可读性差,应该写成下面这样:
x=y+1;
a=x;

5.1:复合赋值符

 +=
 -=
 *=
 /=
 %=
 <<=
 >>=
 &=
 |=
 ^=

这些运算符都可以写成复合的效果。

int x = 10;
x = x+10;
x += 10;//复合赋值
//其他运算符一样的道理。这样写更加简洁。

六:单目操作符

单目操作符就只有一个操作数

 !           逻辑反操作
 -           负值
 +           正值
 &           取地址
 sizeof      操作数的类型长度(以字节为单位)
 ~           对一个数的二进制按位取反
 --          前置、后置--
 ++          前置、后置++
 *           间接访问操作符(解引用操作符)
 (类型)       强制类型转换

补充:如果把一个负数放到了无符号类型的变量里会发生什么呢?比如:

int main()
{
  unsigned int a = -10;//把-10放到无符号类型的变量a里面去
  //因为内存中存的是补码,这里是-10为负数,要先求出-10的补码
  //10000000000000000000000000001010(-10的原码)
  //11111111111111111111111111110101(-10的反码)
  //11111111111111111111111111110110(-10的补码)
  //此时a里面存的就是:11111111111111111111111111110110(-10的补码)
  //由于此时的a是无符号整型,所以对于a来说他就没有符号位这个概念,存在a里面的所有数都是正整数,原、反、补都一样,所以在a看来11111111111111111111111111110110就是一个原码,会直接把它转换成对应的数字
  printf("%u\n", a);//无符号整型用格式符u打印
  return 0;
}
//结果:
4294967286

6.1:取地址符&

//取地址符&
int main()
{
  int a = 10;
  printf("%p\n", &a);
  int* pa = &a;//取出变量a的地址放在整型指针变量pa里面
  printf("%p\n", pa);
  char ch = 'w';
  printf("%p\n", &ch);
  char* pc = &ch;//取出变量ch的地址放在字符型指针变量pc里面
  printf("%p\n", pc);
  char* p = "abcdef";//字符串常量的值其实就是首字符的地址,所以这里我们用一个字符类型的指针变量来接收
  printf("%p\n", p);
  printf("%c\n", *p);
  return 0;
}
//结果:
012FF6F8
012FF6F8
012FF6E3
012FF6E3
00F77BD0
a

6.2:解引用操作符*

//解引用操作
int main()
{
  int a = 10;
  int* pa = &a;//把a的地址放在pa变量里
  *pa=20;//通过解引用操作就可以取到a的值,并对a的值进行修改(注意:是对地址进行解引用)
  printf("%d\n", a);
  return 0;
}
int main()
{
  *(int*)0x0012ff40=10;//随便编写了一个地址对其进行解引用是非法的
  return 0;
}

6.3:sizeof操作符

sizeof是关键字也是操作符,是计算变量或者类型的大小单位是字节

int main()
{
  int a = 10;
  printf("%d\n", sizeof(a));//计算一个变量的大小
  printf("%d\n", sizeof a);//这里可以不带括号,说明sizeof不是函数,因为函数即使没有参数也要带括号
  printf("%d\n", sizeof(int));//计算一个类型的大小,这里sizeof后面的括号不能省略
  int arr[10] = { 0 };
  printf("%d\n", sizeof arr);//计算一个数组的大小
  printf("%d\n", sizeof(int[10]));//其中int [10]是数组arr的类型
  return 0;
}

注意:sizeof内部的表达式是不参与计算的。为什么呢?

因为我们写的是一个.c的代码,最终运行的是一个.exe可执行程序,在这之间会经过编译、链接,而对sizeof的操作是在编译阶段就进行了,而表达式是在最终的可执行程序里运行的,到最终运行的时候就不再有sizeof和它后面的表达式了,因此sizeof后面的表达式根本就没有执行。

int main()
{
  int a = 10;
  short s = 5;
  printf("%d\n", sizeof(s = a + 3));//a+3=13赋给s的这个动作是不会发生的,如果一个整形的数据非要放到一个短整型里会发生截断,所以最终的大小还是s说了算
  printf("%d\n", s);
  return 0;
}
//结果:
2
5

6.4:~按位取反操作符

//~按位取反
int main()
{
  int a = 0;
  //00000000000000000000000000000000
  //11111111111111111111111111111111(按位取反,得到的是一个补码)
  //10000000000000000000000000000000
  //10000000000000000000000000000001(打印时需要的原码)
  printf("%d\n", ~a);//结果就是-1
  return 0;
}

6.5:综合练习

//综合练习
int main()
{
  int a = 9;
  //00000000000000000000000000001001
  //把9的二进制位第五位上的0变成1
  //首先想到按位或操作
  //00000000000000000000000000010000  其实就是:1<<4
  //00000000000000000000000000011001(按位或的结果就是我们想要的),其实就是25
  a |= (1 << 4);
  printf("%d\n", a);//打印出来的就是25
  //把a的二进制中的第五位改回来,变0
  //00000000000000000000000000011001
  // 可以用异或操作
  //00000000000000000000000000010000    其实就是:1<<4
  //00000000000000000000000000001001(按位异或的结果就是我们想要的)
  a ^= (1 << 4);
  printf("%d\n", a);
  //还可以利用按位与操作
  //00000000000000000000000000011001
  //11111111111111111111111111101111   其实就是:~(1<<4)
  //00000000000000000000000000001001(按位与的结果就是我们想要的)
  a &= ~(1 << 4);
  printf("%d\n", a);
  return 0;
}
//结果:
25
9
9

6.6:++、–操作符

6.6.1:后置

先使用,再进行++或者–操作

int main()
{
  int a = 10;
  int b = a++;//后置++,先使用,再++
  //相当于:int b=a;a=a+1;
  printf("a=%d\n", a);
  printf("b=%d\n", b);
  return 0;
}
//结果:
a=11
b=10

6.6.2:前置

先进行++或者–操作,再使用

int main()
{
  int a = 10;
  int b = ++a;//先进行++操作,再把a加之后的值赋值给b
  printf("a=%d\n", a);
  printf("b=%d\n", b);
  return 0;
}
//结果:
a=11
b=11

++和- -有副作用,会让自身的值也发生变化

int main()
{
  int a = 10;
  int b = ++a;//b=11,a=11
  int a = 10;
  int b = a + 1;//b=11,a=10
  return 0;
}

6.7:强制类型转化

强制类型转换是在迫不得已的时候才用,不要故意去强制类型转换,强扭的瓜不甜!

int main()
{
  int a = (int)3.14;//把一个浮点型强制转化成整型,直接取整数部分,不会进行四舍五入
  printf("%d\n", a);
  return 0;
}

6.8:sizeof和数组

void test1(int arr[])//数组传参,形参可以写成数组,也可以写成指针
{
  printf("%zd\n", sizeof(arr));//(2)这里其实是计算整型指针的大小,在×86(32位机)的环境下指针的大小是4个字节
}
void test2(char ch[])
{
  printf("%zd\n", sizeof(ch));//(4)这里的ch本质上也是指针,所以在×86(32位机)的环境下大小还是4个字节
}
int main()
{
  int arr[10] = { 0 };
  char ch[10] = { 0 };
  printf("%zd\n", sizeof(arr));//(1)计算的是数组的大小,单位是字节10*4=40
  printf("%zd\n", sizeof(ch));//(3)计算的是数组的大小,单位是字节10*1=10
  test1(arr);//数组名是首元素地址
  test2(ch);//数组名是首元素地址
  return 0;
}
//结果:
40
10
4
4

补充:

void test1(int arr[], int sz)//数组传参,形参用数组来接收
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  printf("\n");
}
void test2(int* arr, int sz)//数组传参,形参用指针来接收
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);//这里的arr[i]其实就是*(arr+i),加i就是跳过i个整型,然后解引用
  }
  printf("\n");
}
int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  test1(arr, sz);
  test2(arr, sz);
  return 0;
}
//结果:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

七:关系操作符

>
>=
<
<=
!=      用于测试“不相等”
==      用于测试“相等”

需要注意:=和==,前者是赋值操作符

八:逻辑操作符

 &&    逻辑与
 ||    逻辑或

逻辑与就相当于日常生活中说的并且,逻辑或就相当于日常生活中的或者,逻辑与和逻辑或只关注真假,在C语言中0表示假,非0表示真。逻辑表达式的值只有真或者假,真用1表示,假用0表示

a b a&&b a l l b

8.1:一道例题

int main()
{
  int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
  i = a++ && ++b && d++;//其中a++的值是0,因为后面都是逻辑与,并且a++的值为0,对于逻辑与来说,只要有0结果就一定是0,所以此时后面是什么值已经不重要了,不会再执行后面的表达式了,因此就只执行了a++这个表达式
  //对于逻辑与,只要左边为假,右边就不再计算
  //对于逻辑与,只要左边为真,右边就不再计算
  //i = a++||++b||d++;
  printf("a = %d\nb = %d\n
c = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
  return 0;
}   
//结果:
a = 1
b = 2
c = 3
d = 4

九:条件操作符

exp1 ? exp2 : exp3

其中exp1、exp2、exp3分别对应三个表达式,它们三个组合成条件表达式,如果exp1为真,exp2计算,exp3不计算,条件表达式的值是exp2的结果,如果exp1为假,exp2不计算,exp3计算,条件表达式的值是exp3的结果。条件操作符也被叫做三目操作符

//把a和b的较大值赋值给m
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  int m = 0;
  if (a > b)
    m = a;
  else
    m = b;
  m = (a > b ? a : b);//利用条件操作符来实现
  return 0;
}

十:逗号表达式

> 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。

//逗号表达式
int main()
{
  //代码1
  int a = 1;
  int b = 2;
  int c = (a > b, a = b + 10, a, b = a + 1);//逗号表达式,从左到右依次计算,整个逗号表达式的结果是最后一个表达式的结果
  printf("%d\n", c);//c最终是13
  return 0;
}
//结果:
13
//代码2
if (a =b + 1, c=a / 2, d > 0)//最终决定if真假的是最后一个表达式d>0,但如果前面的表达式中出现了d,就会影响最终d>0的结果,因此还是要老老实实的从左往右计算
//代码3
a = get_val();
count_val(a);
while (a > 0)
{
//业务处理
        a = get_val();
        count_val(a);
}
//如果使用逗号表达式,改写:
while (a = get_val(), count_val(a), a>0)
{
         //业务处理
}

十一:下标引用、函数调用和结构成员

11.1:下标引用操作符

[ ] 下标引用操作符

下标引用操作符有两个操作数:一个数组名 + 一个索引值

//下标引用操作符
int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  printf("%d\n", arr[4]);//[]就是下标引用操作符
  return 0;
}

11.2:函数调用操作符

( ) 函数调用操作符

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。当函数没有参数的时候就只有函数名这一个操作数

//函数调用操作符
int main()
{
  int len = strlen("abcdef");//()就是函数调用操作符,操作数:strlen,"abcdef".对于函数调用操作符来说至少有一个操作数函数名(函数没有参数的时候),
  return 0;
}

11.3:结构成员访问操作符

访问一个结构的成员

  .  结构体变量.成员名
  -> 结构体指针->成员名
//结构成员访问操作符
//结构体——自定义类型(聚合体)
//生活中有些对象要被描述,不能简单的使用单个内置类型
//书:书名,作者,出版社,定价,……
//类型
struct Book
{
  char name[20];
  char author[30];
  int price;
};
void print1(struct Book* p)
{
  printf("《%s》%s %d\n", (*p).name, (*p).author, (*p).price);
  printf("《%s》%s %d\n", p->name,p->author,p->price);//结构体指针->成员名
}
int main()
{
  struct Book b1 = { "大话数据结构","佚名",66 };
  struct Book b2 = { "C语言","佚名",65 };
  printf("《%s》%s %d\n", b1.name, b1.author, b1.price);//结构体变量.成员名
  printf("《%s》%s %d\n", b2.name, b2.author, b2.price);
  print1(&b1);
  return 0;
}

十二: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。

12.1:隐式类型转换

隐式类型转换通俗来说就是偷偷的发生类型转化,我们并没有感知到,但他确确实实在时刻发生着。

C的整型算术运算总是至少以缺省整型类型的精度来进行的。,为了获得这个精度,表达式中的字符短整型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:

表达式的整型运算要在CPU的相应运算器件内执行,CPU内整型运算器(ALU)的操作数的字节长度一般就是int的字节长度,同时也是CPU的通用寄存器的长度。

因此,即使两个char类型的相加,在CPU执行时实际上也要先转换为CPU内整型操作数的标准长度。

通用CPU(general-purpose CPU)是难以直接实现两个8比特字节直接相加运算(虽然机器指令中可能有这种字节相加指令)。所以,表达式中各种长度可能小于int长度的整型值,都必须先转换为int或unsigned int,然后才能送入CPU去执行运算。

12.2:如何进行整型提升?

整型提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的

//整型提升
//char short int long……
//  1    2    4
//整型提升针对的是类型的字节数小于整形的,char或者short类型的变量在参与运算的时候,首先会把它们提升为整型
int main()
{
  //当前编译器(vs)char-->signed char(有符号的char,所以它的最高位就是符号位)
  char a = 3;//首先3是一个整数,那它一定是4个字节
  //00000000000000000000000000000011,要把这个存到a里面去,但是a是一个字符型,就只有一个字节,肯定存不下这么多,只能存下最右边的八个比特位
  //00000011 - a中存的
  //四个字节的数据非要放到一个字节的变量里面去,这叫截断
  char b = 127;
  //00000000000000000000000001111111
  //11111111 - b中存的
  char c = a + b;//在计算的时候,首先会把a和b转化为int类型,转化完之后再去加,加的结果也是一个int类型,最终把这个int类型的结果放到c里面
  //00000011 - a中存的
  //01111111 - b中存的
  //接下来就要发生整型提升
  //00000000000000000000000000000011 -- a经过提升后
  //00000000000000000000000001111111 -- b经过提升后
  //接下来就可以进行相加的操作了
  //00000000000000000000000010000010 -- a+b的结果
  //要把这个(四个字节)存到c(字符型,一个字节)里面去,会发生截断
  //10000010 -- c中存的
  printf("%d\n", c);
  //%d -- 打印十进制的整数,所以这里以%d来打印一个字符型变量c也会进行整型提升
  //10000010 -- c中存的
  //11111111111111111111111110000010 -- c经过提升后,注意:这还是内存中存储的,所以这一串二进制是补码,而我们打印需要的是原码
  //10000000000000000000000001111101 -- 符号位不变,其他位按位取反、
  //10000000000000000000000001111110 -- 原码(+1)
  //对应二进制:-126
  return 0;
}
//结果:
-126
  补充:char - - 有符号的char的取值范围是:-128~127
                 无符号的char的取值范围是:0~255  
      short - - 有符号的short的取值范围是:-32768~32767
                无符号的short的取值范围是:0~65535

char类型对应一个字节对应八个比特位,所以一个字符型变量它可以存储的二进制序列是从“00000000~11111111”,一共有256个序列。


cba0b94e9b8f4bd5b65860f27a25f501.png


9d229d21ea6a4e098bdd6f9ade885224.png


12.3:整型提升的例子

//整型提升的例子:
int main()
{
  char a = 0xb6;//对应二进制:10110110
  //00000000000000000000000010110110 -- 0xb6
  //10110110 -- a中存的
  short b = 0xb600;
  int c = 0xb6000000;
  if (a == 0xb6)
  //这里:a == 0xb6 是一个表达式,在对表达式进行计算的时候,就会进行整型提升
  //10110110 -- a中存的
  //接下来要对a进行整型提升
  //11111111111111111111111110110110 -- a经过整型提升后
  //00000000000000000000000010110110 -- 0xb6
  //显然:a和0xb6并不相等,所以 表达式:a == 0xb6 的值位假,就不会执行下面的打印a
    printf("a\n");
  if (b == 0xb600)
    printf("b\n");
  if (c == 0xb6000000)//这里c本来就是整型,所以就不会进行整型提升
    printf("c\n");
  return 0;
}
//结果:
c
//实例2
int main()
{
  char c = 1;
  printf("%u\n", sizeof(c));
  printf("%u\n", sizeof(+c));//这里+c就是一个表达式,只要是表达式,在参与运算的时候就会进行整型提升,提升之后就变成四个字节了
  printf("%u\n", sizeof(-c));
  return 0;
}
//结果:
1
4
4


d269559e574846bd967be986cde6b0ff.png


当鼠标放到+c这个表达式上面的时候,可以看出:此时的c已经从字符型提升到无符号的整型了

12.4:算数转化

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。算数转换是针对字节数大于等于整型的类型来说的。下面的层次体系称为寻常算术转换。

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

如果某个操作数的类型在上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。也就是说:算数转换就高不就低,会把低的转换成高的,也就是把字节数小的转换成字节数大的。

12.5:操作符的属性

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

两个相邻的操作符先执行哪个?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。

12.6:一些问题表达式

a*b + c*d + e*f

注释:代码在计算的时候,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。

所以表达式的计算顺序就可能是:

a*b;c*d;a*b + c*d;e*f;a*b + c*d + e*f;

或者:

a*b;c*d;e*f;a*b + c*d;a*b + c*d + e*f

(需要注意的是:不要把这里的a、b、c、d、e、f只看做单一的变量,它们各自也可以是一个表达式,并且可能有相同的变量,此时先算的可能就会影响到后算的),为了避免出现上面这种情情况,可以加括号来决定到底谁先算。

c + --c;

注释:同上,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。也就是说+左边的c可能在- -c执行之前就准备好了,也可能在- -c执行之后才准备好

int c=3;
c + --c;
//情形一:
//+左边的c在--c之前就准备好了,此时+左边的c就是3,--c的结果就是2,此时c + --c的结果就是5.
//情形二:
//+左边的c在--c之后才准备好,此时先执行--c,--c的结果是2,此时c变成2,然后+左边的c开始准备,所以+左边的c就是2,此时表达式c + --c的值就是4
//问题代码
int fun()
{
    static int count = 1;
    return ++count;
}
//第一次调用返回2,第二次调用返回3,第三次调用返回4
int main()
{
    int answer;
    answer = fun() - fun() * fun();
    //这里我们只能知道 * 比 + 先算,但是不知道这三个fun函数到底哪一个最先调用
    printf("%d\n", answer);//输出多少?
    return 0;
}

上面这段代码在我的vs编译器上执行的结果是:-10。说明最左边的这个fun函数先调用结果是2,最后的两个fun函数到底谁先调用还是不能确定,因为不管谁先调用结果都是3*4=12.

//问题代码
int main()
{
  int i = 1;
  int ret = (++i) + (++i) + (++i);
  printf("%d\n", ret);
  printf("%d\n", i);
  return 0;
}

上面这段代码按照正常思维,我们算出来的ret值应该是9,也就是最左边的++i先算,结果是2,然后算中间的++i,结果是3,接着算最右边的++i,结果是4,最后计算:ret=2+3+4=9.但是!!!在我的vs编译器中这段代码的执行结果是:ret=12,i=4。!!!而这段代码在Linux环境的结果是:ret=10,i=4

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。

到这里,操作符的有关分享就结束啦,喜欢的话可以点赞、评论和收藏哟!


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