【C语言】操作符详解(二)

简介: 【C语言】操作符详解

6.关系操作符

>    >=    <   <=    !=     ==


这些关系操作符我们在初识C语言了解过了,没什么有扩充的部分


需要注意一点:== 不要和 =  混淆,以导致程序的错误。


7.逻辑操作符

&& (逻辑与)  || (逻辑或)


&&和 || 表达式结果为真返回1,为假返回0,结果的类型为int。

#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 3 && 5; //结果为真返回1
  printf("%d\n", a);
  int b = 3 && 0; //结果为假返回0
  printf("%d\n", b);
  int c = 3 || 5; //结果为真返回1
  printf("%d\n", c);
  int d = 0 || 0; //结果为假返回0
  printf("%d\n", d);
  return 0;
}

接下来 ,来看一道大厂的笔试题 :

#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\n b = %d\n c = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
return 0;
}
//程序输出的结果是什么?

image.png

解释:a++是后置自增,先拿a进行计算,0 &&上任何值,判断结果都为0,因为左操作数已经判断为0,右边不论判断对错,结果都为0。

#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\n b = %d\n c = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
return 0;
}
//程序输出的结果是什么?

解释:a++为后置自增,先拿a进行运算,逻辑或上++b ,b先自增, b为3,0 || 3判断结果为1, 后面就不需要进行判断了,不论右操作数判断对错,结果都为1。 最后,a的值为1 ,b的值为3,c的值为3,d的值为4。

7.1 结论

image.png

⚠️注意:&&运算符在左操作数的判断结果为0时不对右操作数进行判断。


               || 运算符在左操作数的判断结果不为0时不会对右操作数进行判断。


以上这种情况称为短路求值


8.条件操作符

exp1  ? exp2 : exp3


规则:exp1先进行判断,判断正确执行exp2,表达式整体返回的是exp2的结果,否则执行exp3,表达式整体返回的是exp3的结果。


if (a > 5)

b = 3;

else

b = -3;

转换成条件表达式,是什么样?

#include<stdio.h>
int  main()
{
  int a = 0,b = 0;
  scanf("%d", &a);
  b = ((a > 5) ? 3 : -3);
  printf("%d", b);
  return 0;
}

image.png

image.png

9.逗号表达式

exp1, exp2, exp3, …expN

规则: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。

#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 1;
  int b = 2;
  int c = (a > b, a = b + 10, a, b = a + 1);//逗号表达式
  printf("%d", c);//13
  return 0;
}

10.下标引用、函数调用和结构成员

10.1  下标引用操作符 [ ]

操作数: 一个数组名 + 一个索引值

#include<stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  printf("%d", arr[3]);//4
}

10.2  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 test()
{
  printf("Hello World!\n");
}
int Add(int x, int y)
{
  return x + y;
}
int main()
{
  test(); //使用( )作为函数调用操作符
  int ret = Add(4, 5); //使用( ) 作为函数调用操作符
  return 0;
}

10.3结构体成员

.   结构体.成员名

-> 结构体指针->成员名

#include <stdio.h>
struct S
{
  int num;
  char ch;
};
int main()
{
  struct S s = { 10,'c' }; //结构体的初始化
  printf("%d\n", s.num);//10
  printf("%c\n", s.ch);//c
  return 0;
}

如果我们只知道结构体s的地址呢?

#include <stdio.h>
struct S
{
  int num;
  char ch;
};
void test(struct S* ps)
{
  //printf("%d\n", (*ps).num);//解引用的方式
  //printf("%c\n", (*ps).ch);//
  //结构体指针->结构体成员
  printf("%d\n", ps->num);
  printf("%c\n", ps->ch);
}
int main()
{
  struct S s = { 10,'c' }; //结构体的初始化
  // 结构体名.成员
  //printf("%d\n", s.num);//10
  //printf("%c\n", s.ch);//c
  test(&s);
  return 0;
}

11.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。(说简单点,C语言中的优先级就像数学中的 3 + 4×5,根据符号的优先级先进性运算乘法,后运算加法)

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,比如说以下的隐式类型转换。


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(int)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。


简单举一个例子:


//实例1

char a,b,c;

...

a = b + c;

解释:b和c为char类型,在执行加法运算前,b和c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中。


1.整型提升的意义

整型提升的意义是什么呢?


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。


2.如何进行整型提升?

规则:整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的


//1.有符号类型(signed)整型提升


//1.1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

//1.2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

//2.无符号类型(unsigned)整形提升,高位补0即可

#include<stdio.h>
int main()
{
  char a = 3;
  //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
  //0000 0011 -截断
  char b = 127;
  //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1111
  //0111 1111 -截断
  char c = a + b;
  //char c为 signed的char,按符号位补充
  //0000 0011 --> 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011(整型提升)
  //0111 1111 --> 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1111(整型提升)
  //0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0010
  //1000 0010 -- c(截断)
  printf("%d\n", c);
  //char c为 signed的char,按符号位补充
  //1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0010(补码)
  //1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0001(反码)
  //1000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1110(原码)
  // -126
  return 0;
}

解释:将3先用32位二进制序列表示为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011,因为char a类型的空间大小为1个字节,而我们计算的大小为4个字节,就好像把一根长为4m的杆子放到长度为1m的空间里面,放不下,需要进行截断,截断后的结果为0000 0011;同理,把127计算后截断为0111 1111,接下来就要计算a + b ,a 和 b的类型为char ,没有达到整型的大小,所以需要进行整型提升,高位按符号位补充。整型提升后再相加,需要进行截断,因为放在char c当中,然后将c打印前,格式化字符串要求打印%d的形式,于是再根据有符号类型提升,高位补充1,得到他的补码,将补码转换为原码,再输出。


3.整型提升的例子

//实例1

#include<stdio.h>
int main()
{  
    char a = 0xb6; //转为十进制 1011 0110
    short b = 0xb600;//转为十进制 1011 0110 0000 0000
    int c = 0xb6000000;
    if (a == 0xb6)
      printf("a");
    if (b == 0xb600)
      printf("b");
    if (c == 0xb6000000)
      printf("c");
    return 0;
 }

解释: a,b要进行整形提升,但是c不需要整形提升a,b整形提升之后,变成了负数,所以表达式 a==0xb6 ,b==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。

//实例2

int main()
{
    char c = 1;
    printf("%u\n", sizeof(c));
    printf("%u\n", sizeof(+c));
    printf("%u\n", sizeof(-c));
    return 0;
}

解释: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) 是4个字节。表达式 -c 也会发生整形提升,所以 sizeof(-c) 是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。


image.png

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。


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  

91.jpeg

一些问题表达式


//表达式的求值部分由操作符的优先级决定。

//表达式1

a*b +  c*d  +  e*f


⚠️注意:代码1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。


所以表达式的计算机顺序就可能是:


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


//表达式2

c + --c


⚠️注意: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。


所以,总的来说


表达式求值先看是否存在整形提升或算术转换,再进行计算

表达式真正计算的时候先看相邻操作符的优先级决定先算谁

相邻操作符的优先级相同的情况下,看操作符的结合性决定计算顺序

最后,创作不易,还请读者多多关注、点赞+收藏哦  

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