learn_C_deep_10 深刻认识C语言重点操作符（上）：https://developer.aliyun.com/article/1424645
单引号和双引号
在 C 语言中，单引号和双引号都是用于表示字面量的符号。
1. 单引号：单引号括起来的字符表示字符字面量，比如 'a', 'b', '1' 等。在程序中使用时，单引号里的字符会被编译器转换成该字符的 ASCII 码或 Unicode 码，如 'a' 对应的 ASCII 码是 97，可以用整型变量存储。
示例：char c = 'a';
2. 双引号：双引号括起来的内容表示字符串字面量，比如 "hello"，"world" 等。在程序中使用时，双引号里的字符串会被编译器转换成一个字符数组，以空字符 '\0' 结尾。
示例：char s[] = "hello world";
需要注意的是，单引号和双引号在 C 语言中是有区别的，不能混淆。在 C 语言中，两者不能互换使用。
//单引号是字符，双引号是字符串 #include <stdio.h> //不同编译器，会有细微的差别 int main() { printf("%d\n", sizeof(1)); printf("%d\n", sizeof("1")); //C99标准的规定，'a'叫做整型字符常量(integer character constant)，被看成是int型 printf("%d\n", sizeof('1')); char c = '1'; printf("%d\n", sizeof(c)); return 0; }
这段代码主要演示了 C 语言中单引号和双引号的一些不同用法和特性。具体来说：
1. printf("%d\n", sizeof(1));：sizeof 运算符可以用于计算表达式或数据类型的大小，这里使用 sizeof(1) 计算整型常量 1 的大小，得到结果为 4，因为在大多数 C 语言实现中，整型常量都被视为 int 类型，占用 4 个字节。
2. printf("%d\n", sizeof("1"));：使用 sizeof("1") 计算字符串字面量 "1" 的大小，结果为 2，因为字符串字面量中除了字符本身还会包含一个结尾的空字符 '\0'，所以实际大小为 2 个字节。
3. printf("%d\n", sizeof('1'));：使用 sizeof('1') 计算字符字面量 '1' 的大小，结果为 4，因为字符字面量 '1' 被视为整型字符常量，类型为 int，占用 4 个字节。
4. char c = '1'; printf("%d\n", sizeof(c));：定义一个 char 类型的变量 c，初始化为字符字面量 '1'，使用 sizeof(c) 计算变量 c 的大小，结果为 1，因为 char 类型占用 1 个字节。这里的字符字面量 '1' 被视为整型字符常量，只不过把整型4个字节数据写到1个字节里，这里一直在发生截断。
需要注意的是，在不同的编译器和不同的标准下，对于整型字符常量和字符字面量的处理方式可能存在差异，建议按照标准的规定使用。下图分别是是gcc和vs编译环境下的结果。
'abcd'这样写有问题吗?
#include<stdio.h> #include<windows.h> int main() { ""; '';//error C2137: 空字符常量 "a"; 'a'; "abcd"; 'abcd';//? char c = 'abcd';//warning C4305: “初始化”: 从“int”到“char”截断 printf("%c\n", c);// d c = 'abcdef';// error C2015: 常量中的字符太多 c = 'abc'; printf("%c\n", c);// c return 0; }
这段代码主要演示了 C 语言中字符串和字符字面量的使用和一些细节问题。具体来说：
1. "" 和 "a"：这是两个字符串字面量，分别表示空字符串和包含一个字符 'a' 的字符串。在编译时，C 语言编译器会将字符串字面量转换为字符数组，因此在程序中可以像使用字符数组一样使用字符串字面量。
2. '' 和 'a'：这是两个字符字面量，分别表示字符 'a' 和空字符，即不含任何字符的字符字面量。需要注意的是，在 C 语言中，字符字面量必须包含一个字符，因此使用单引号括起来的空字符是错误的语法。
3. "abcd" 和 'abcd'：这是正确的语法，字符串字面量 "abcd" 包含 5 个字符（包括结尾的空字符），而字符字面量 'abcd' 被定义为 int，4个字节可以存放数据。
4. char c = 'abcd';：这是合法的语法，但是编译器会发出警告（warning），提示将 int 类型的整数截断为 char 类型。实际上，在 C 语言中，字符常量的类型被定义为 int，因此使用 char 类型的变量存储字符常量时，会发生类型截断。
5. c = 'abcdef';：这是错误的语法，因为字符字面量 'abcdef' 包含了多个字符，已经超过了int类型的字节数。。
6. c = 'abc';：这是合法的语法，但是编译器会发出警告（warning），提示将 int 类型的整数截断为 char 类型。实际上，在 C 语言中，字符常量的类型被定义为 int，因此使用 char 类型的变量存储字符常量时，会发生类型截断。
需要注意的是，使用字符串和字符时，需要注意其长度和类型，避免出现类型不匹配或越界访问等问题。
特殊情况
为何计算机需要字符
计算机需要字符是因为字符是人类交流和存储信息的基本单位之一。在计算机的发展历史中，最初的计算机只能处理数值数据，无法处理字符和文本信息，这限制了计算机在人机交互和信息处理方面的应用。
在计算机中，所有的数据都是以二进制的形式存储和处理的，即由0和1两种状态来表示信息。但计算机所表示的信息类型很多，比如文字、图像、声音等，如果直接使用0和1来表示这些信息显然是不太现实的，因此我们需要一种将这些信息转化为二进制的方法，并且能够让计算机正确地将其解码回来的方法。
这时就出现了字符编码，它是一种将文字、数字、符号等字符转化为计算机可识别的二进制数的方法。常用的字符编码有ASCII码和Unicode码，它们可以将每一个字符都映射到一个独一无二的二进制数上。
例如，在ASCII码中，每个字符都被映射到一个包含7个二进制位的数字上，可以表示128种不同的字符，包括英文字母、数字和标点符号等。而在Unicode码中，每个字符则被映射到一个包含16个二进制位的数字上，可以表示超过13万种不同的字符，包括各种语言的文字、符号和表情等。
通过使用字符编码，计算机可以正确地将输入的文字、图像、声音等信息转化为二进制，并在需要的时候将其解码回来，实现信息的存储、处理和显示等功能。
逻辑运算符
C语言中的逻辑运算符有两种，分别为逻辑与（&&）和逻辑或（||）。它们的作用如下：
1.逻辑与（&&）：如果两个操作数都为真，则表达式的值为真；否则，表达式的值为假。
2.逻辑或（||）：如果两个操作数中至少有一个为真，则表达式的值为真；否则，表达式的值为假。
//级联两个（多个）逻辑表达式，必须同时为真，结果才为真 //与&（按位与）是不同的概念 #include <stdio.h> int main() { int i = 0; int j = 0; //前置++ i先自增,再使用 if ((++i < 0) && (++j > 0)) { printf("enter if!\n"); } printf("%d, %d\n", i, j); //1, 1 return 0; }
//级联两个（多个）逻辑表达式，必须至少一个为真，结果才为真 //与|（按位或）是不同的概念 #include <stdio.h> #include <windows.h> int main() { int i = 0; int j = 0; //发生短路:一个条件为真，已经不需要在看后续的条件的情况 if ((++i > 0) || (++j > 0)) { //注意更改条件 printf("enter if!\n"); } printf("%d, %d\n", i, j); // 1, 0 system("pause"); return 0; }
短路
逻辑运算符有一个特点，即只要能够确定整个表达式的值，就会立即停止计算。这个特点称为“短路”，执行顺序是从左到右的。主要体现在以下两种情况：
1. 对于逻辑与（&&）来说，如果第一个操作数为假，则整个表达式的值一定为假，所以不会再去计算第二个操作数，直接返回假。
2. 对于逻辑或（||）来说，如果第一个操作数为真，则整个表达式的值一定为真，所以不会再去计算第二个操作数，直接返回真。
#include <stdio.h> int show() { printf("you can see me!\n"); return 1; } int main() { int a = 0; scanf("%d", &a); a == 10 && show(); return 0; }
这段代码的功能是判断用户输入的数是否等于10，如果等于，则调用函数show()。如果不等于，则不会调用该函数。
具体分析如下：
1. 定义了一个函数show()，其功能是输出一段文字并返回1。
2. 在主函数中，定义了一个整型变量a，从用户输入中获取值。
3. 判断a是否等于10，并用逻辑与运算符连接show()函数的调用。由于逻辑与(&&)具有短路特性，所以只有在a等于10时，才会调用show()函数。
4. 最后返回0，表示程序运行正常结束。
#include <stdio.h> int show() { printf("you can see me!\n"); return 1; } int main() { int a = 0; scanf("%d", &a); a == 10 || show(); return 0; }
这段代码的功能是判断用户输入的数是否等于10，如果不等于10，则调用函数show()。如果等于10，则不会调用该函数。
具体分析如下：
1. 定义了一个函数show()，其功能是输出一段文字并返回1。
2. 在主函数中，定义了一个整型变量a，从用户输入中获取值。
3. 判断a是否等于10，并用逻辑或运算符连接show()函数的调用。由于逻辑或(||)具有短路特性，当a不等于10时，才会调用show()函数。
4. 最后返回0，表示程序运行正常结束。
位运算符
C语言中的位运算符可以直接操作二进制数的每一位，包括按位与（&）、按位或（|）、按位异或（^）、按位取反（~）。
1. 按位与（&）：两个相应的二进制位都为1时，结果为1；否则，结果为0。
2. 按位或（|）：两个相应的二进制位都为0时，结果为0；否则，结果为1。
3. 按位异或（^）：两个相应的二进制位不同时，结果为1；否则，结果为0。
4. 按位取反（~）：对操作数的每一位取反，即0变成1，1变成0。
#include <stdio.h> int main() { /* 2的补码:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 3的补码:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 */ //|:两个相应的二进制位都为0时，结果为0；否则，结果为1。 // 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 - 3 printf("%d\n", 2 | 3); //&:两个相应的二进制位都为1时，结果为1；否则，结果为0。 // 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 - 2 printf("%d\n", 2 & 3); //^:两个相应的二进制位不同时，结果为1；否则，结果为0。 // 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 - 1 printf("%d\n", 2 ^ 3); //~:对操作数的每一位(包括符号位)取反，即0变成1，1变成0。 // 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 - 补码 // 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 - 反码 // 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 - 原码 - -1 printf("%d\n", ~0); return 0; }
&& vs &、|| vs |的区别
&& vs &
&&:级联的是多个逻辑表达式，需要的是真假结果
& :级联的是多个数据，逐比特位进行位运算
逻辑结果：吃了吗？
数据结果：吃了多少？
|| vs | 同上
关于^的理解
在C语言中，符号“^”是按位异或运算符。它是一个二元运算符，将两个操作数的二进制表示逐位比较，如果相应的位上一个操作数为1，另一个为0，则结果为1，否则结果为0。
// ^ : 逐比特位，相同为0，相异为1 //任何数和0异或，都是它本身 #include <stdio.h> int main() { /* 3的补码:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0的补码:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 -3的补码:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 */ //任何数和0异或，都是它本身 //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 - 3 printf("%d\n", 3 ^ 0); //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 - 0 printf("%d\n", 0 ^ 0); //1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 //1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 - -3 printf("%d\n", -3 ^ 0); return 0; }
总结：任何数和0异或，都是它本身。
#include<stdio.h> // ^ : 支持结合律和交换律 //任何一个数和自身异或的结果都是0 int main() { /* 3的补码:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 1的补码:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 */ /* 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 - 3 ^ 1的结果 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 - 3 ^ 1 ^ 3的结果 - 1 */ printf("%d\n", 3 ^ 1 ^ 3); /* 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 - 3 ^ 3的结果 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 - 3 ^ 3 ^ 1的结果 - 1 */ printf("%d\n", 3 ^ 3 ^ 1); /* 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 - (3 ^ 1)的结果 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 - 3 ^ (3 ^ 1)的结果 - 1 */ printf("%d\n", 3 ^ (3 ^ 1)); return 0; }
1、^ : 支持结合律和交换律。
2、任何一个数和自身异或的结果都是0。
通过异或交换两个整数
常规写法
//容易出现溢出问题 #include<stdio.h> int main() { int a = 10; int b = 20; a = a + b; b = a - b; a = a - b; return 0; }
为什么会有溢出的问题呢？
在C语言中，当执行二进制位运算时，如果结果超过了变量的可表示范围，就会发生溢出。
假设我们有一个32位有符号整数，其最大值为2,147,483,647，最小为-2,147,483,648。现在假设我们要对其执行以下操作：
```
int a = 2147483647;
int b = a + 1;
```
由于a已经达到了整数的最大值，因此b的值将溢出。在这种情况下，b将是-2,147,483,648，这是整数的最小值。
这是因为有符号整数的最高位（即最左侧位）表示符号，0表示正数，1表示负数。因此，当最高位是1时，整数的值将为负数，且符号位不参与位运算。在这种情况下，当b的值达到2,147,483,648时，它的最高位将变为1，导致整数的值为负数。由于它的符号位不参与运算，因此结果是 -2147483648。
因此，在进行运算时，你需要确保结果不会超出变量所能表示的范围，否则会导致意外的结果。可以使用一些技巧，如类型转换或适当的移位来避免这种情况。
异或写法
#include<stdio.h> int main() { int a = 3; int b = 5; a = a ^ b; b = a ^ b; a = a ^ b; return 0; }
设置指定的比特位为1
#include<stdio.h> //任何数或0保持不变 //任何数或1结果为1 #define SETBIT(x,n) x|=(1<<(n-1)) void ShowBits(int x) { //按位与获取每一位值 int num = sizeof(x) * 8 - 1; while (num >= 0) { if (x & (1 << num)) { printf("1 "); } else { printf("0 "); } num--; } printf("\n"); } int main() { int x = 0; //设置指定的比特位为1 SETBIT(x, 5); //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 //显示所有的比特位 ShowBits(x); return 0; }
设置指定的比特位为0
#include<stdio.h> //任何数与0结果为0 0 & 0，0 & 1 - 0 - 0 //任何数与1保持不变 0 & 1，1 & 1 - 0 - 1 #define SETBIT(x,n) x&=(~(1<<(n-1))) void ShowBits(int x) { //按位与获取每一位值 int num = sizeof(x) * 8 - 1; while (num >= 0) { if (x & (1 << num)) { printf("1 "); } else { printf("0 "); } num--; } printf("\n"); } int main() { int x = 2; //设置指定的比特位为1 SETBIT(x, 2); //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 //& //1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 取反 //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 //显示所有的比特位 ShowBits(x); return 0; }
