C · 初阶 | 操作符详解

简介: **操作符分类:** 1. 算术操作符 2. 移位操作符 3. 位操作符 4. 赋值操作符 5. 单目操作符 6. 关系操作符 7. 逻辑操作符 8. 条件操作符 9. 逗号表达式 10. 下标引用、函数调用和结构成员操作符

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啊我摔倒了..有没有人扶我起来学习....


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前言

  • 操作符分类:

    1. 算术操作符
    2. 移位操作符
    3. 位操作符
    4. 赋值操作符
    5. 单目操作符
    6. 关系操作符
    7. 逻辑操作符
    8. 条件操作符
    9. 逗号表达式
    10. 下标引用、函数调用和结构成员操作符

一、算术操作符

操作符 功能
+
-
*
/ 整除
\% 取余
  • 除了 % 操作符之外,其他的几个操作符可以作用于整数和浮点数
  • 对于/操作符如果两个操作数都为整数,执行整数除法。而只要有浮点数执行的就是浮点数除法
  • % 操作符的两个操作数必须为整数。返回的是整除之后的余数

二、移位操作符

操作符 功能
\<< 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,一定的是二进制位

2.1 左移操作符

移位规则:

  • 左边抛弃、右边补0

在这里插入图片描述

  • 但实际上num的值没有改变,移动后的值并没有赋给num

2.2 右移操作符

移位规则:

  • 首先右移运算分两种:

    1. 逻辑移位

左边用0填充,右边丢弃

2. 算术移位

左边用原该值的符号位填充,右边丢弃

  • 我们假设num = -1,它存在内存中的补码是11111111111111111111111111111111

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
警告⚠ :
对于移位运算符,不要移动负数位,这个是标准未定义的

三、位操作符

操作符 功能
\& 按位与(全11
\ 按位或(全00
^ 按位异或(相同为0,相异为1

四、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
操作符 功能(举例说明)
\= n = 1
+= n = n + 1
-= n = n - 1
*= n = n * 1
/= n = n / 1
\%= n = n % 1
\>>= n = n >> 1
\<<= n = n << 1
\&= n = n & 1
\ = `n = n \ 1`
^= n = n ^ 1
  • 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
  • 这样的代码感觉怎么样?
  • 那同样的语义,你看看:
x = y+1; 
a = x;

-这样的写法是不是更加清晰爽朗而且易于调试

五、单目操作符

5.1 单目操作符介绍

操作符 功能(举例说明)
\! 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) (类型)强制类型转换
#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = -10;
    int* p = NULL;
    printf("%d\n", !2);
    printf("%d\n", !0);
    a = -a;
    p = &a;
    printf("%d\n", sizeof(a));
    printf("%d\n", sizeof(int));
    printf("%d\n", sizeof a);//这样写行不行?可以
    printf("%d\n", sizeof int);//这样写行不行?不可以
    return 0;
}
  • 关于sizeof其实我们之前已经见过了,可以求变量(类型)所占空间的大小

5.2 sizeof 和 数组

  • 问:

(1)(2)两个地方分别输出多少?
(3)(4)两个地方分别输出多少?

#include <stdio.h>
void test1(int arr[])
{
    printf("%d\n", sizeof(arr));//(2)
}
void test2(char ch[])
{
    printf("%d\n", sizeof(ch));//(4)
}
int main()
{
    int arr[10] = { 0 };
    char ch[10] = { 0 };
    printf("%d\n", sizeof(arr));//(1)
    printf("%d\n", sizeof(ch));//(3)
    test1(arr);
    test2(ch);
    return 0;
}
输出结果: 在这里插入图片描述
  • ++--运算符
  1. 前置++--
    int a = 10;
    int x = ++a;
    //先对a进行自增,然后对使用a,也就是表达式的值是a自增之后的值。x为11。
    int y = --a;
    //先对a进行自减,然后对使用a,也就是表达式的值是a自减之后的值。y为10;
  1. 后置++--
    int a = 10;
    int x = a++;
    //先对a先使用,再增加,这样x的值是10;之后a变成11;
    int y = a--;
    //先对a先使用,再自减,这样y的值是11;之后a变成10;

六、关系操作符

操作符 功能
\>
\>=
<
<=
!= 用于测试“不相等”
== 用于测试“相等”
  • 这些关系运算符比较简单,没什么可讲的,但是我们要注意一些运算符使用时候的陷阱
  • 警告:

在编程的过程中===不小心写错,导致错误

七、逻辑操作符

操作符 功能
&& 逻辑与
\ \ 逻辑或
  • 区分逻辑与和按位与
1&2----->0 (针对二进制位)
1&&2---->1
  • 区分逻辑或和按位或
1|2----->3 (针对二进制位)
1||2---->1
逻辑与和或的特点:
#include <stdio.h>
int main()
{
        int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
        i = a++ && ++b && d++;
        //i = a++||++b||d++;
        printf("a = %d\nb = %d\nc = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
        return 0;
}
输出结果: 在这里插入图片描述
  • 当逻辑与判断到左边的操作数为假时,右边就==不会==继续计算了
  • 当逻辑或判断到左边的操作数为假时,右边就==还会==继续计算了

八、条件操作符

操作符 功能
exp1 ? exp2 : exp3 exp1为真,执行exp2,否则执行exp3

九、 逗号表达式

操作符 功能
exp1, exp2, exp3,...expN 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,就是用逗号隔开的多个表达式
int a = 1;
int b = 2;
int c = (a>b, a=b+10, a, b=a+1);//c = 13

十、下标引用、函数调用和结构成员

  1. 数组下标引用
操作符 功能
[ ] 下标引用操作符
  • 操作数:一个数组名 + 一个索引值
int arr[10];//创建数组
arr[9] = 10;//实用下标引用操作符。
[]的两个操作数是 arr9
  1. 函数调用
操作符 功能
( ) 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
#include <stdio.h>
void test1()
{
    printf("bobo\n");
}
void test2(const char* str)
{
    printf("%s\n", str);
}
int main()
{
    test1(); //实用()作为函数调用操作符。
    test2("hello world!");//实用()作为函数调用操作符。
    return 0;
}
  1. 访问一个结构体的成员
操作符 功能
. 结构体.成员名
-> 结构体指针->成员名
#include <stdio.h>
struct Stu
{
    char name[10];
    int age;
    char sex[5];
    double score;
};
void set_age1(struct Stu stu) 
{
    stu.age = 18;
}
void set_age2(struct Stu* pStu) 
{
    pStu->age = 18;//结构成员访问
}
int main()
{
    struct Stu stu;
    struct Stu* pStu = &stu;//结构成员访问

    stu.age = 20;//结构成员访问
    set_age1(stu);

    pStu->age = 20;//结构成员访问
    set_age2(pStu);
    return 0;
}

十一、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

11.1 隐式类型转换

  • 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,表达式中的字符和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:

    1. 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
    2. 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
    3. 通用CPUgeneral-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)
    4. 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intunsigned int,然后才能送入CPU去执行运算

//实例1
char a,b,c;
...
a = b + c;
bc的值被提升为普通整型,然后再执行加法运算。加法运算完成之后,结果将被截断,然后再存储于 a
  • 如何进行整体提升呢?
整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的
//负数的整形提升
char c1 = -1;
变量c1的二进制位(补码)中只有8个比特位:
1111111
因为 char 为有符号的 char
所以整形提升的时候,高位补充符号位,即为1
提升之后的结果是:
11111111111111111111111111111111

//正数的整形提升
char c2 = 1;
变量c2的二进制位(补码)中只有8个比特位:
00000001
因为 char 为有符号的 char
所以整形提升的时候,高位补充符号位,即为0
提升之后的结果是:
00000000000000000000000000000001
//无符号整形提升,高位补0
整形提升的例子 1:
#include <stdio.h>
int main()
{
    char a = 0xb6;
    short b = 0xb600;
    int c = 0xb6000000;
    if (a == 0xb6)
        printf("a");
    if (b == 0xb600)
        printf("b");
    if (c == 0xb6000000)
        printf("c");
    return 0;
}
输出结果: 在这里插入图片描述 ab要进行整形提升,但是 c不需要整形提升;
ab整形提升之后,变成了负数,所以表达式 a==0xb6b==0xb600 的结果是假,但是 c不发生整形提升,则表达式 c==0xb6000000 的结果是真
整形提升的例子 2:
#include <stdio.h>
int main()
{
    char c = 1;
    printf("%u\n", sizeof(c));
    printf("%u\n", sizeof(+c));
    printf("%u\n", sizeof(-c));
    return 0;
}
输出结果: 在这里插入图片描述 c只要参与表达式运算,就会发生整形提升,表达式 +c ,就会发生提升,所以 sizeof(+c)4个字节;
表达式 -c 也会发生整形提升,所以 sizeof(-c)4个字节,但是 sizeof(c) ,就是 1个字节

11.2 算术转换

  • 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
  • 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
  • 警告:

但是算术转换要合理,要不然会有一些潜在的问题。

float f = 3.14;
int num = f;//隐式转换,会有精度丢失

11.3 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

  • 操作符优先级

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