【C语言】操作符详解(上)

简介: 【C语言】操作符详解(上)

操作符分类


  • 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


算数操作符


+   -  *  /  %


 对于+、-和*这三个算数操作符没什么好讲的,和小学数学里的一样。对于/和%这两个算数操作符,我们需要注意一下几个点:


1. 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。

2. 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。

3. % 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。

4. 除法想得到小数的结果,必须保证除数和被除数中至少有一个小数(浮点数)。


3563658ac2be41298155852bf8d0ebf8.jpg


5.0 / 2 = 2.5  //浮点数除法
2. 5 / 2 = 2      //整数除法


移位操作符


  • << 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,移动的是存储在内存中的补码。


学习左移操作符之前,我们需要知道数据的二进制的表现形式。二进制有三种表现形式,分别是原码,反码和补码。原码、反码和补码都是有符号位和数值位组成。计算机存储的是数据的原码,打印数据的时候需要数据的补码转换成原码再打印输出 。注意:正整数的原码、反码和补码是相同的,而原码就是直接将十进制的数字转换成二进制就行了。而负整数的反码是在原码的基础上,除了符号位,其他位按位取反,而反码再加上一就等到了负整数的补码了。


例子:


dec6b5cbad244b17a4ee58d2937b2258.png

1.左移操作符


移位规则:


左边抛弃、右边补0

9ef1a486a874467d99663a3269fc8751.png


代码示例:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int num = 10;
  num << 1;
  printf("num = %d\n", num);
  return 0;
}


输出结果:

91b015d48616439f8eabe7b53a50841c.png

代码示例:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int num = 10;
  num = num << 1;  //可简化为num <<= 1;
  printf("num = %d\n", num);
  return 0;
}


输出结果:

860343b2b08548d4af1dfed4f0a2df21.png


注意:将一个数左移n位得到的结果等于原来的数乘上2的n次方得到的结果。 比如:将10左移3位,得到的结果就是80。


564bfb6799a74ab3abbc4be8dd37d2a6.png


2.右移操作符


移位规则


1. 首先右移运算分两种:
2. 1. 逻辑移位
3. 左边用0填充,右边丢弃
4. 2. 算术移位
5. 左边用原该值的符号位填充,右边丢弃


a0c82053a99d43478b64c24117205008.png

 注意:C语言并未规定,右移操作符是逻辑右移还是算数右移,这取决于编译器,绝大多数的编译器是算数右移。


代码示例:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int num = 16;
  num >>= 1;
  printf("num = %d\n", num);
  return 0;
}


输出结果:

9a35294ffb3640d081edd1fbc65c2552.png


 如果将num右移n位,且num和2的n次方成倍数关系,那么num右移n位得到结果就是num除以2的n次方得到的结果。但是如果不成倍数关系的话,就要写成补码形式右移n为,再转成原码的形式计算出该数的大小。


例子:

b363f8d79076428181de9735c25cbdc1.png


注意:对于移位运算符,不要移动负数位,这个是标准未定义的。


1. int num = 10;
2. num>>-1;//error


位操作符


1. &  //按位与
2. |  //按位或
3. ^  //按位异或
4. 注:它们的操作数必须是整数。


 真值表

802645156ab44c94bc4897046df1dcf4.png

1.位操作符的特点


&按位与:   两个数的补码对应位都为1,得到的结果才为1,否则结果就为0。


| 按位或:    两个数的补码对应位有一个为1,得到的结果就为1,否则结果就位0。


^按位异或:两个数的补码对应位不同,得到的结果为1,否则结果就为0。特例:两个


                相同的数按位异或得到的结果为0,一个数与0按位异或得到结果为它本身。


代码示例:


#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  int c = a & b;
  printf("%d\n", c);
  return 0;
}


输出结果:

564d2281f1c043298973928cf80ab31b.png


代码示例:


#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  int c = a | b;
  printf("%d\n", c);
  return 0;
}


输出结果:

423bfa385bca45fe8e4ddbbfa3a0d833.png


代码示例:


#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  int c = a | b;
  printf("%d\n", c);
  return 0;
}


输出结果:

aec68c2961314c299e5f97e5708dd9dd.png


2.一道巧妙的笔试题


不能创建临时变量(第三个变量),实现两个数的交换。


代码示例:


#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  a = a + b;
  b = a - b;
  a = a - b;
  printf("a=%d b=%d\n", a, b);
  return 0;
}


输出结果:

92d599ed0d10450dbdf7bfb139082ef1.png


 这种方法有一点小问题:如果a和b的值非常大,a+b相加后超出整型的取值范围,将会出现错误。不过还有一种方法能够实现两个数的交换,而已不会出现上述的问题。


代码示例:


#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  a = a ^ b;
  b = a ^ b;
  a = a ^ b;
  printf("a=%d b=%d\n", a, b);
  return 0;
}


输出结果:

12d0155e4de14ce58f0b1d1be005ee02.png


3.三道重要的练习题


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。


代码示例:


#include <stdio.h>
int main()
{
  //本题相当于进制转换
  int n = 0;
  int sum = 0;
  scanf("%d", &n);
  while (n)
  {
    //15 7 3 1
    if (n % 2 == 1)
    {
      sum++;
    }
    n /= 2;
  }
  printf("%d\n", sum);
  return 0;
}


 注意:上面的代码只能求正数的补码有多少个一,不能求负数的补码有多少个一。但是这种方法的思路非常重要,可以用于进制转换。


代码示例:


#include <stdio.h>
int main()
{
  int count = 32;
  int n = 0;
  int sum = 0;
  scanf("%d", &n);
  //一个整型变量占32个比特位
  while (count)
  {
    if (n & 1 == 1)
    {
      sum++;
    }
    n >>= 1;
    count--;
  }
  printf("%d\n", sum);
    return 0;
}


输出结果:

3b5ffab829404d9c9453170450bd2e25.png

代码示例:


#include <stdio.h>
int main()
{
  int num = 0;
  scanf("%d", &num);
  int count = 0;//计数
  while (num)
  {
    count++;
    num = num & (num - 1);
  }
  printf("%d\n", count);
  return 0;
}


输出结果:


求两个数二进制中不同位的个数


1675759668626.png


代码示例:


//求两个数二进制中不同位的个数
#include <stdio.h>
int main()
{
  int m = 0;
  int n = 0;
  int sum = 0;//计数器
  scanf("%d%d", &m, &n);
  int ret = m ^ n;//借助异或来求,相同为0,不相同为1
  int count = 32;
  while (count)
  {
    if (ret & 1 == 1)//符合条件的说明ret的最低位为1,也就是说明m和n有一个不同位
    {
      sum++;
    }
    count--;
    ret >>= 1;//ret右移一位
  }
  printf("%d", sum);
  return 0;
}


//求两个数二进制中不同位的个数
#include <stdio.h>
int main()
{
  int m = 0;
  int n = 0;
  int count = 0;//计数器
  scanf("%d%d", &m, &n);
  int tmp = m ^ n;//借助异或来求,相同为0,不相同为1
  while (tmp)
  {
    tmp = tmp & (tmp - 1);
    count++;
  }
  printf("%d", count);
  return 0;
}


获取一个整数二进制序列中所有的偶数位和奇数位,分别打印出二进制序列。


代码示例:


#include <stdio.h>
int main()
{
  //00000000000000000000000000001010 ->10的补码
  //偶数位数字0000000000000011
  //奇数位数字0000000000000000
  int i = 0;
  int n = 0;
  scanf("%d", &n);
  for (i = 31; i >= 0; i -= 2)
  {
    //打印偶数位上的数字
    printf("%d", (n >> (i)) & 1);
  }
  printf("\n");
  for (i = 30; i >= 0; i -= 2)
  {
    //打印奇数位上的数字
    printf("%d", (n >> (i)) & 1);
  }
  printf("\n");
  return 0;
}


输出结果:


5f20612eb8874ad3bc277869b0f604f6.png


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