【C语言】操作符----详解

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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


💨 算术操作符



+    -   *   /   %


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。


💨 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。


移位操作符移动的其实是二进制的位

⁉️那么一个数字在计算机中的二进制序列是什么样的呢?

对于一个整数是4个字节,然而一个字节是8个bit位,那么一个整数就是32个bit位,而其中二进制的一个0或者一个1只占用一个bit位,所以一个整数写成二进制序列的时候,就是32个bit位。

050e19e8bdf147b88041090db3110c65.png


◾️ 对于有符号整数来说,最高位的一位是符号位:

     ▪️ 符号位是1表示负数

      ▪️ 符号位是0表示正数

◾️ 对于无符号整数来说,没有符号位,所有位都是有效位。


现在我们知道了它们的二进制序列,

⁉️那么它们在计算机中又是怎么进行计算的呢?


原码、反码、补码


整数的二进制表示形式有三种:原码、反码、补码


原码:按照数值的正负,直接写出的二进制序列

反码:原码的符号位不变,其他位按位取反(即0变1,1变0)

补码:反码的二进制+1就得到了补码


对于正数来说,原码、反码、补码相同,无需计算

对于负数来说,原码、反码、补码不相同,是需要计算的


🚀 整数在内存中存储的都是补码的二进制序列

🚀 整数在计算的时候也使用的补码!


例如:

原码:00000000 00000000 00000000 00001010

反码:00000000 00000000 00000000 00001010

补码:00000000 00000000 00000000 00001010


-10:

原码:10000000 00000000 00000000 00001010

反码: 11111111  11111111   11111111  1111 0101

补码: 11111111  11111111   11111111  1111 0110


📌左移操作符 <<


移位规则:

左边抛弃、右边补0

如图所示:

5400c4e0f2d9495abbe6a8506f9938d5.png

📌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


如图所示:


7760806903964ae6b3a04f3a902f0275.png


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。


例如:

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


💨位操作符



&   按位

|   按位

^  按位异或

注:他们的操作数必须是整数。


📌按位与 &


对两个操作数的每个对应位执行按位与操作,只有两位都为1时,结果为1,否则为0。

  int a = 3;
  int b = -5;
  int c = a & b;//按(2进制)位与
  //c的结果为3


按位与&过程:


   00000000000000000000000000000011 --- a的补码

   10000000000000000000000000000101 --- b的原码

   11111111111111111111111111111010        --- b的反码

   11111111111111111111111111111011         --- b的补码

& 00000000000000000000000000000011 --- a的补码

---------------------------------------------------------------------

    00000000000000000000000000000011 --- c的补码

    00000000000000000000000000000011 --- c的原码 == 3


一个数&1可得该数二进制最低位是0还是1

int a = 3;
int b = -4;
 int c = a&1;//结果为1
 int d = b&1;//结果为0


过程:

1、a&1

   00000000000000000000000000000011 --- a的补码

& 00000000000000000000000000000001 --- 1的补码

--------------------------------------------------------------

   00000000000000000000000000000001 ---  c==a&1的补码(原码)--> 1

2、b&1
   
10000000000000000000000000000100 --- b的原码

   11111111111111111111111111111111100 --- b的补码

& 00000000000000000000000000000001 --- 1的补码

---------------------------------------------------------------

    00000000000000000000000000000000--- d=b&1的补码(原码)-->0


📌按位或 |


对两个操作数的每个对应位执行按位或操作,只要对应的两位中有一个为1时,结果为1,否则为0。


📌按位异或 ^


对两个操作数的每个对应位执行按位异或操作,当两位不相同时,结果为1,相同时为0。

1. int a = 3;
2. int b = -5;
3. int c = a ^ b;//结果为-8


异或^过程:


  10000000000000000000000000000101 --- b的原码

  11111111111111111111111111111010         --- b的反码

  11111111111111111111111111111011         --- b的补码

^ 00000000000000000000000000000011 --- a的补码

-------------------------------------------------------------------

  11111111111111111111111111111000         --- c==a^b的补码

  1000000000000000000000001000         --- c的原码  --> -8


异或^的两个特点

1. a ^ a = 0

2. 0 ^ a = a


💨赋值操作符



赋值符号  =

复合赋值符:+=    -=    *=    /=    %=    >>=    <<=    &=    |=    ^=


赋值符号举例:将右边表达式的值赋给左边的变量

1. int x;          // 声明一个整型变量x
2. x = 10;         // 使用赋值操作符将10赋值给x


复合赋值符举例:

1. int x = 5;
2. x += 3;         // 等同于 x = x + 3;
3. x *= 2;         // 等同于 x = x * 2;


💨单目操作符



单目运算符(Unary operators)是一种只操作一个操作数(即单个值或变量)的运算符。

!              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)      强制类型转换


📌逻辑反操作 !


逻辑非运算符 (!):用于将布尔值取反。

1. bool isTrue = true;
2. bool isFalse = !isTrue;  // isFalse 等于 false


📌(负值)- (正值)+


负号运算符 (-):将操作数的值取反。

正号运算符 (+):将操作数的值保持不变(一般用于强调正数的正号,实际上不进行任何操作)。

int x = -5;   // x 等于 -5
int y = +10;  // y 等于 10


📌地址运算符 &


地址运算符 (&):用于获取变量的内存地址。

1. int num = 42;
2. int* ptr = &num;  // ptr 指向变量 num 的内存地址


📌sizeof运算符


sizeof运算符:用于获取数据类型或表达式的字节大小。

int sizeOfInt = sizeof(int);  // 获取整型 int 的字节大小


📌 位取反运算符 ~


位取反运算符 (~):对操作数的每个位进行取反操作。

int a = 5;     // 二进制表示为 000000000000000000000000000000101
int b = ~a;    // 取反后为     111111111111111111111111111111010
               //即十进制 -6(取决于具体的位表示方式)


📌 递减运算符 --


int x = 5;
int y = --x;  // 先将 x 的值减少为 4,然后将 x 的值赋给 y,所以 x 和 y 都等于 4
int z = x--;  // 先将 x 的值赋给 z(z = 4),然后将 x 的值减少为 3


📌递增运算符 ++


递增运算符 (++):将操作数的值增加1。递增运算符也有前缀和后缀形式。

int a = 5;
int b = ++a;  // 先将 a 的值增加为 6,然后将 a 的值赋给 b,所以 a 和 b 都等于 6
int c = a++;  // 先将 a 的值赋给 c(c = 6),然后将 a 的值增加为 7


📌 间接寻址运算符 *


间接寻址运算符 (*):用于获取指针指向的值。

int num = 42;
int* ptr = &num;  // ptr 指向变量 num 的内存地址
int value = *ptr; // value 等于 ptr 指向的值(即 42)


📌强制类型转换 (类型)


强制类型转换:将操作数转换为指定的类型。

float num = 3.14;
int intValue = (int)num;  // 将浮点数 num 转换为整数 intValue,结果为 3


💨关系操作符



  1. 等于(==):检查两个操作数是否相等。
  2. 不等于(!=):检查两个操作数是否不相等。

   大于(>):检查左操作数是否大于右操作数。

  1. 小于(<):检查左操作数是否小于右操作数。
  2. 大于等于(>=):检查左操作数是否大于或等于右操作数。
  3. 小于等于(<=):检查左操作数是否小于或等于右操作数。


关系运算符用于比较两个值之间的关系,并返回布尔值(true或false)。这些运算符经常在条件语句中使用,用于控制程序的执行流程。关系运算符可以帮助我们根据条件的真假执行不同的代码块,使程序具备更强的逻辑性和灵活性。在使用关系运算符时,需要注意操作数的数据类型和语义,以避免出现意外结果或错误。

警告: 在编程的过程中要注意== 和=的区别,不要写错,不然很容易导致程序错误,=是用做赋值操作,而==才是用来判断是否相等的。


💨逻辑操作符



&&       逻辑与

||          逻辑或


区分逻辑与按位与

区分逻辑或按位或

1&2    == 0 //按位与(二进制)
1&&2   == 1 //逻辑与,只要有一个为假便为假
1|2    == 3 //按位或(二进制)
1||2   == 1 //逻辑或,只要有一个为真便为真

逻辑与和或的特点:短路


1.逻辑或

#include <stdio.h>
int main()
{                  
  int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
  i = a++ || ++b || d++;//----|| -- 左边操作数如果为真,右边无需计算
  printf("a = %d\nb = %d\nc = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
  printf("i=%d\n", i);
  return 0;
}


运行结果: 27c86978203844a0a6a6f97521b60db6.png


2.逻辑与

#include <stdio.h>
int main()
{               
  int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
  i = a++ && ++b && d++;//------&& -- 左边操作数如果为假,右边无需计算
  printf("a = %d\nb = %d\nc = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
  printf("i=%d\n", i);
  return 0;
}


运行结果:

6f2ccc79063c4347b4fbf3024a6717ce.png


💨条件操作符



exp1 ? exp2 : exp3

在条件运算符 exp1 ? exp2 : exp3 中,exp1 是一个条件表达式,用于判断条件是否为真。如果 exp1 为真,那么整个条件运算符的结果为 exp2否则为 exp3


例:

int num = 10;
string result = (num % 2 == 0) ? "偶数" : "奇数";
//如果 num 是偶数,则条件 (num % 2 == 0) 为真,整个条件运算符的结果为字符串 “偶数”;
//如果 num 是奇数,则条件为假,结果为字符串 “奇数”。


💨逗号表达式



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。

//代码1
int a = 1;
int b = 2;
int c = (a>b, a=b+10, a, b=a+1);//结果为13
//代码2
if (a =b + 1, c=a / 2, d > 0)//if的判断条件为 d > 0
//代码3 
a = get_val();
count_val(a);
while (a > 0) {
 //业务处理
        a = get_val();
        count_val(a);
}
如果使用逗号表达式,改写:
while (a = get_val(), count_val(a), a>0) {
  //业务处理
        a = get_val();
        count_val(a);
}


💨下标引用、函数调用和结构成员



📌下标引用操作符 [ ]


两个操作数:数组名 + 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arr和9


📌 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("hehe\n");
 }
 void test2(const char *str)
 {
 printf("%s\n", str);
 }
 int main()
 {
 test1();            //使用()作为函数调用操作符。
 test2("hello world.");//使用()作为函数调用操作符。
 return 0;
 }


📌访问一个结构的成员  . or ->


.      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;
}



💨C语言运算符优先级表



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