C语言中的操作符(万字详解)

简介: 操作符的种类比较多,也是我们在敲代码过程中很常用的知识点,里面有很多重点内容和易错的地方,所以还请大家要十分专注,不要遗漏任何一处! 希望通过这篇博客,你能够有所收获,能够得到进一步的提升,这才是最主要的!下面让我们来一起看一看吧。😉

【前言】


操作符的种类比较多,也是我们在敲代码过程中很常用的知识点,里面有很多重点内容和易错的地方,所以还请大家要十分专注,不要遗漏任何一处!

希望通过这篇博客,你能够有所收获,能够得到进一步的提升,这才是最主要的!下面让我们来一起看一看吧。😉

一、算术操作符()

 +    -    *    /    %
加   减   乘   除   余

这里重点介绍 / 和 %


1.除号 /

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。


代码示例:

#include<stdio.h>
int main()
{
  int m = 7 / 2;
  double n = 7.0 / 2.0;
  printf("m=%d\n", m);
  printf("n=%lf\n", n);
  return 0;
}

代码结果:

m=3
n=3.500000

2.取余 %

% 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。

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。

代码示例:

#include<stdio.h>
int main()
{
  int m = 7 % 2;
  printf("m=%d",m);
  return 0;
}

运行结果:

m=1

二、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。

对于移位操作符,不要移动负数位,这个是标准为定义的

代码示例:

int a = 10;
int b = a >> -2;//error

那移位操作符怎么移位的呢?


其实"位"是指二进制位,所以移位操作符是指移动一个数的二进制位.



说到二进制数,就不得不提到三种表示形式:原码、补码、反码


那原码、补码、反码的二进制表示形式是什么呢?



首先,无论是原码反码还是补码,它们都是由符号位和数值位组成的,一般将最高位作为符号位,用‘0’表示正数,‘1’表示负数。


1.原码

正数

5
二进制表示:00000101
原码:00000000 00000000 00000000 00000101

负数

-5
二进制表示:10000101
原码:10000000 00000000 00000000 00000101

2.反码

正数的反码和原码相等


负数:原码除符号位全部变成相反数(0-1)

-5
反码11111111 11111111 11111111 11111010

3.补码

正数的原码、反码、补码相等


负数:在反码的基础上加1

-5
补码:11111111 11111111 11111111 11111011

4.左移操作符

移位规则:

左边抛弃、右边补0


正数


代码示例:

#include<stdio.h>
int main()
{
  int m = 10;
  //原码:00000000 00000000 00000000 00001010
  int n = m << 1;
  printf("n=%d",n);
  return 0;
}

代码结果:

n=20

结果分析:

       原码:  00000000000000000000000000001010
移动后的补码:  00000000000000000000000000000101                   0

如图所示,m向左偏移1位相当于其原码向左移动一位,移出去的0去掉,在右边补上个0,因为正数的原码、反码、补码相同,所以移位后的补码为0000 0000 00000000 00000000 00010100

化为十进制数为20


负数


代码示例:

#include<stdio.h>
int main()
{
  int m = -10;
  //原码:10000000 00000000 00000000 00001010
  int n = m << 1;
  printf("n=%d",n);
  return 0;
}

代码结果:

n=-20

结果分析:

          原码:10000000000000000000000000001010
          反码:11111111111111111111111111110101
          补码:11111111111111111111111111110110
  移动后的补码: 11111111111111111111111111110110               0
          反码:11111111111111111111111111111011
          原码:10000000000000000000000000000100

如图所示,m向左偏移1位相当于其原码向左移动一位,移出去的1去掉,在右边补上个0,算得移动后的原码为10000000000000000000000000000100

化为10进制数是**-20**


5.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(常用)

左边用原该值的符号位填充,右边丢弃


正数

逻辑移位


代码示例:

#include<stdio.h>
int main()
{
  int m = 10;
  //原码:00000000 00000000 00000000 00001010
  int n = m >> 1;
  printf("n=%d",n);
  return 0;
}

代码结果:

n=5

结果分析:

       10原码:00000000000000000000000000001010
移动后的补码:  00000000000000000000000000000101     0

如图所示,m向右偏移1位相当于其原码向右移动一位,移出去的0去掉,在左边补上个0,因为正数的原码、反码、补码相同,所以移动后的原码为:00000000000000000000000000000101

化为10进制数是5


算术移位


代码示例:

#include<stdio.h>
int main()
{
  int m = 10;
  //原码:00000000 00000000 00000000 00001010
  int n = m >> 1;
  printf("n=%d",n);
  return 0;
}

代码结果:

n=5

结果分析:

       10原码:00000000000000000000000000001010
移动后的补码:  00000000000000000000000000000101     0

如图所示,m向右偏移1位相当于其原码向右移动一位,移出去的0去掉,在左边补上个0,因为正数的原码、反码、补码相同,所以移动后的原码为:00000000000000000000000000000101

化为10进制数是5


总结:正数的逻辑移位和算术移位的结果相等


负数

逻辑移位


代码示例:

#include<stdio.h>
int main()
{
  int m = -10;
  //原码:10000000 00000000 00000000 00001010
  int n = m >> 1;
  printf("n=%d", n);
  return 0;
}

代码结果:

n=5

结果分析:

       -10原码:10000000000000000000000000001010
          反码:11111111111111111111111111110101
          补码:11111111111111111111111111110110
  移动后的补码: 01111111111111111111111111111011    0
          反码:01111111111111111111111111111010
          原码:00000000000000000000000000000101

如图所示,m向右偏移1位相当于其原码右移动一位,移出去的0去掉,在左边边补上个0,算得移动后的原码为00000000000000000000000000000101

化为10进制数是5


算术移位


代码示例:

#include<stdio.h>
int main()
{
  int m = -10;
  //原码:10000000 00000000 00000000 00001010
  int n = m >> 1;
  printf("n=%d", n);
  return 0;
}

代码结果:

n=-5

结果分析:

       -10原码:10000000000000000000000000001010
          反码:11111111111111111111111111110101
          补码:11111111111111111111111111110110
  移动后的补码: 11111111111111111111111111111011    0    
          反码:11111111111111111111111111111010
          原码:10000000000000000000000000000101

如图所示,m向右偏移1位相当于其原码右移动一位,移出去的0去掉,在左边边补上个1,算得移动后的原码为10000000000000000000000000000101

化为10进制数是**-5**


总结:负数的逻辑移位和算术移位的结果互为相反数


综上所述:

算术右移:左边用原该值的符号位填充

逻辑右移:左边补0

左移操作符不存在逻辑移位

VS2019编译环境下支持算术移位


三、位操作符

位操作符有:

&  //按位与
|  //按位或
^  //按位异或

注!!!

他们的操作数必须是整数

同样这里的位也是指二进制位.


1.按位与操作符:&

按位与操作符的计算方法:

1.只有两边的操作数都为真的时候才为真,否则都为假.

2.即二进制对应的位置都为1时取1,否则都为0


正数


代码示例:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int num1 = 1;
  int num2 = 2;
  int num3 = num1 & num2;
  printf("num3=%d",num3);
  return 0;
}

代码结果:

num3=0

结果分析:

  1补码:00000000000000000000000000000001
  2补码:00000000000000000000000000000010
1&2补码:00000000000000000000000000000000 //0

2.按位或操作符:|

按位或操作符的计算方法:

只要一边为真则为真。

即二进制对应的位置有1时取1,否则为0。


代码示例:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int num1 = 1;
  int num2 = 2;
  int num3 = num1 | num2;
  printf("num3=%d",num3);
  return 0;
}

代码结果:

num3=3

结果分析:

  1补码:00000000000000000000000000000001
  2补码:00000000000000000000000000000010
1|2补码:00000000000000000000000000000011//3

3.按位异或操作符:^

按位或操作符的计算方法:

相同为假,相异为真。

即二进制对应位置相同则取0;反之,则为1。


代码示例:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int num1 = 1;
  int num2 = 2;
  int num3 = num1 ^ num2;
  printf("num3=%d",num3);
  return 0;
}

代码结果:

num3=3

结果分析:

  1补码:00000000000000000000000000000001
  2补码:00000000000000000000000000000010
1|2补码:00000000000000000000000000000011//3

按位异或操作符推广:实现两个数的交换。(不能创建临时变量)


代码示例:

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

代码结果:

a=20 b=10

小结:

异或操作符满足交换律


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。


代码示例:

int weight = 120;
weight = 89;//不满意就赋值
double salary = 10000.0;
salary = 20000.0;//使用赋值操作符赋值。

这里需要注意的是


1.连续赋值容易使人误解,建议分开赋值

代码示例:

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。


2.复合赋值符

代码示例:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 2, b = 3;
  a += b;//a=a+b
  a -= b;//a=a-b
  a *= b;//a=a*b
  a /= b;//a=a/b
  a %= b;//a=a%b
  a >>= b;//a=a>>b
  a <<= b;//a=a<<b
  a &= b;//a=a&b
  a |= b;//a=a|b
  a ^= b;//a=a^b
  return 0;
}

五、单目操作符

1.单目操作符介绍

!           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

1.1逻辑反操作:

将逻辑结果取反,即真的变为假的,假的变为真的

在c语言中,0为假,非0为真


代码示例:

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

2.2取地址:&

用于得到变量,数组等的地址

在C语言中,变量,常量字符串,数组,结构体包括指针等在内存中都是有地址的,需要在内存中分配一块空间来存储这些值,而内存的编号就是内存地址

但是字面常量(如常数 6)在内存中是没有地址的,因为它本身并不需要在保存下来


代码示例:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 1;
  printf("%p",&a);
  return 0;
}

代码结果:

0133F800

结果分析:


确实是取地址


1.3操作数的类型长度(以字节为单位):sizeof

sizeof()用于计算操作数所占空间大小,单位是字节,可以以类型、指针、数组和函数等作为参数。

返回值类型为unsigned int


代码示例:

#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;
}

代码结果:

40
10
4
4

结果分析:

我们知道,在数据类型篇已经了解c语言中各数据类型占用多少字节.

所以当sizeof(数组名)操作符在计算不同类型的数组的时候.得到的结果不同,为相应数组中元素总>和所占用的字节数.

当我们在数组传参时,传的是数组首元素的地址,而计算地址的大小只有两种结果


总结:

数组名一般表示的是数组首元素的地址,但有两个情况是例外的!

1.sizeof(数组名)——这里数组名表示的是整个数组,用于计算整个数组所占空间的大小

2.&数组名-----这里的数组名表示的是整个数组,即这里取的是整个数组的地址

数组+1:


1.4按位取反:~

代码示例:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 7;
  printf("~a=%d", ~7);
  return 0;
}

代码结果:

~a=-8

结果分析:

 7补码:00000000000000000000000000000111
~7补码:11111111111111111111111111111000
~7反码:11111111111111111111111111110111
~7原码:10000000000000000000000000001000//-8

1.5前置、后置++

代码示例:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 10;
  int x = ++a;//先对a进行自增,再使用a
  int y = b++;//先使用b,再对b进行自增
  printf("x=%d y=%d",x,y);
  return 0;
}

代码结果:

x=11 y=10

1.6前置、后置–

代码示例:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 10;
  int x = --a;//先对a进行自减,再使用a
  int y = b--;//先使用b,再对b进行自减
  printf("x=%d y=%d",x,y);
  return 0;
}

代码结果:

x=9 y=10

六、关系操作符

>
>=
<
<=
!=    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== 和=不小心写错,导致的错误。


七、逻辑操作符

&&       逻辑与
||       逻辑或

它们分别为两个按位与(&)和两个按位或(|)组成,它们的效果是一样的,但它们的作用对象不同:


&&(逻辑与):表示操作符两边的操作符都为’真’是才为’真’,否则都为’假’

| | (逻辑或):只要有一个为’真’,则为’真’,否则都为’假’

并不是对二进制位进行运算.

区分逻辑与和按位与

区分逻辑或和按位或


代码示例:

#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 1&2;//0
  int b = 1&&2;//1
  int c = 1|2;//3
    int d = 1||2;//1
  return 0;
}

重点来了!!!


一道360笔试题:

例1:
#include <stdio.h>
int main()
{
  int i = 0,a=0,b=2,c =3,d=4;
  i = a++ && ++b && d++;
  printf("a = %d\n b = %d\n c = %d\n d = %d\n i=%d", a, b, c, d,i);
  return 0;
}
例2:
#include <stdio.h>
int main()
{
  int i = 0,a=0,b=2,c =3,d=4;
  i = a++||++b||d++;
  printf("a = %d\n b = %d\n c = %d\n d = %d\n i=%d", a, b, c, d,i);
  return 0;
}

代码结果:

例1:
a=1
b=2
c=3
d=4
i=0
例2:
a=1
b=3
c=3
d=4
i=1

结果分析:


例1

a++是后置++,所以表达式a++在使用时是0,故表达式左边结果为假

即整个a++ && ++b && d++;语句为假,不执行后面的++b和d++操作

最后:a自增1(后置++),故结果为,a+1=1,b,c,d值不变


例2

同样a++是后置++,所以表达式a++在使用时是0,故表达式左边结果为假

但是逻辑与会继续执行表达式++b,则表达式++b的结果为真,则整个表达式

a++||++b||d++;的结果为真,并不会继续执行d++

最终:a+1,b+1,d和c不变

八、条件操作符(三目操作符)

exp1 ? exp2 : exp3


当我们要输出两个数的较大数时,通常使用if语句完成:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 0, b = 0;
  scanf("%d %d", &a, &b);
  if (a > b)
  {
    printf("%d", a);
  }
  else printf("%d", b);
  return 0;
}

其实我们可以转换为较为简单的写法,条件表达式写法:

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

九、逗号表达式

exp1, exp2, exp3, …expN


1.逗号表达式,就是用逗号隔开的多个表达式。


2.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。


代码示例:

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

代码结果:

c=13

灵活运用逗号表达式

逗号表达式实际使用时的妙处:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 3, b = 5, c = 0;
  b=dispose1(a);//函数处理1
  c=dispose2(b);//函数处理2
  while (c > 0)
  {
      //这里是一段业务处理
    b = dispose1(a);//函数处理1
    c = dispose2(b);//函数处理2
  }
  return 0;
}

改为逗号表达式之后:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 3, b = 5, c = 0;
  while (b = dispose1(a), c = dispose2(b),c > 0)
  {
    //这里是一段业务处理
  }
  return 0;
}

十、下标引用、函数调用和结构成员

1. [ ] 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arr和9。

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。


代码示例:

#include <stdio.h>
void test1()
{
  printf("hehe\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 bit.");//实用()作为函数调用操作符。
return 0;
}

3. 访问一个结构的成员

.  结构体.成员名
-> 结构体指针->成员名

代码示例:

#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;
}

【最后】


有关操作符还有最后一个隐式类型转换,因为这部分知识点还是比较重要的,所以我们留到下一篇文章仔细讲解,大家可以订阅我的专栏,这样大家就可以第一时间收到我发的文章啦!


好了,c语言中,有关操作符的知识就讲到这里了,希望对大家有所帮助!🎉

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