C语言操作符(下)

简介: C语言操作符(下)

1.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。 并且从左向右依次执行。整个表达式的结果是最后一个表达式的结果。例如:


int a = 1;
  int b = 2;
  int c = (a>b, a=b+10, a, b=a+1);//c是多少?
//表达式执行结果:0  12           13


将第3行的代码从左至右依次执行,可得最后c的值为13.


2. 下标引用、函数调用和结构成员


下标引用 [],操作数:一个数组名+一个索引值。例如:

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arr和9。


函数调用操作符 () ,操作数:该符号的操作数不定,当调用无参数函数时,就只有一个操作数,即函数名。

void test1()
 {
     printf("hehe\n");
 }
 void test2(const char *str)
 {
     printf("%s\n", str);
 }
 int main()
 {
     test1();      //一个操作数
     test2("hello");//两个操作数
     return 0;
 }


访问一个结构体的成员(两种方式)


. 结构体.成员名


-> 结构体指针->成员名


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;
}


3. 表达式求值


我们现在将操作符介绍的差不多了,但是当一个表达式中含有多个操作符时,计算顺序是怎样的呢?


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的,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。


3.1 隐式类型转换


前提知识:C的整型算术运算总是至少以标准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。


【整形提升的意义】:


  • 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


例如:


char a,b,c;
...
a = b + c;


这里b和c的值被提升为普通整型(即int型),然后再执行加法运算。直到加法运算结束时,将结果阶段存入c变量中。


【计算机进行整形提升的过程】


注意: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


无符号数的整形提升:高位无脑补0。


实例1:


//实例1
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;
}


运行结果;


c35aa2208d3663ff9c06c8439e3dd5bb_968c65495740475c9d5600cdc30b1f1a.png


a变量中存储的内容 :1011 0110 (系统是直接将该16进制数的内容看作补码存储在内存中的)


发生整形提升,高位补符号位的数,也就是补1:


11111111 11111111 11111111 10110110可见,该二进制序列和0xb6(即 00000000 00000000 00000000 1011 0110)并不相等,所以a不会被打印。


b变量也是类似的,这里就不赘述了。


c变量是 int类型的数据类型,不会发生整形提升现象,所以c直接和 0xb6000000 比较,结果为真,打印c。


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;
}


实例2中的,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


3.2 算术转换


假若参与运算的数据类型的占用的空间大小都 >= 4个字节,则特殊处理,如下:


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


注意: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。


但是算术转换要合理,要不然会有一些潜在的问题。例如:


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


4. 操作符的属性


复杂表达式的求值有三个影响因素:


  • 操作符的优先级
  • 操作符的结合性
  • 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。操作符的优先级表可以自行查找。但没必要全部挨着背下来,慢慢熟悉就会了。


但是,我们只要掌握了运算符的优先级和表达式的知识,我们就一定能准确算出一个表达式的值吗?来看看几个有问题的表达式吧:


//代码一
a*b + c*d + e*f


这段代码中,第一个*号和第三个*他俩执行的先后顺序是无法确定的。因为优先级只能确定相邻的操作符的执行顺序,但是优先级并不 能决定第三个*比第一个+早执行。


//代码二
c + --c;


注释: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。


//代码三
int main()
{
     int i = 10;
     i = i-- - --i * ( i = -3 ) * i++ + ++i;
     printf("i = %d\n", i);
     return 0;
}


这段代码的执行结果更糟糕,在不同的编译器下其运算结果是不同的。甚至不同的编译器运算结果差别很大。


//代码四
int fun()
{
     static int count = 1;
     return ++count;
}
int main()
{
     int answer;
     answer = fun() - fun() * fun();
     printf( "%d\n", answer);//输出多少?
     return 0;
}


这段代码实际上是有问题的,我们只知道先算乘法,再算加法。但是函数调用的先后顺序无法通过操作符的优先级决定。


//代码五
int main()
{
     int i = 1;
     int ret = (++i) + (++i) + (++i);
     printf("%d\n", ret);
     printf("%d\n", i);
     return 0;
}


该代码再linux系统采用gcc编译器和在windows系统采用VS编译器,其执行结果是不同的。解释:因为这段代码中的第一个 + 在执行的时候,第三个++是否执行,这个是不确定的,因为依靠操作符的优先级 和结合性是无法决定第一个 + 和第三个前置 ++ 的先后顺序。


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。


5. 完结


本章的内容就到这里啦,若有不足,欢迎评论区指正,最后,希望大佬们多多三连吧,下期见!


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