learn_C_deep_11 (深刻理解整形提升、左移和右移规则、花括号、++和--操作、表达式匹配:贪心算法)

简介: learn_C_deep_11 (深刻理解整形提升、左移和右移规则、花括号、++和--操作、表达式匹配:贪心算法)

深刻理解整形提升


#include <stdio.h>
int main()
{
  char c = 0;
  printf("sizeof(c): %d\n", sizeof(c)); //1
  printf("sizeof(c): %d\n", sizeof(~c)); //4
  printf("sizeof(c): %d\n", sizeof(c << 1)); //4
  printf("sizeof(c): %d\n", sizeof(c >> 1)); //4
  return 0;
}


char类型的c经过按位取反、左移和右移是不是char类型了?为什么char类型的c加了操作符运算求空间大小就不是1了呢?


无论任何位运算符,目标都是要计算机进行计算的,而计算机中只有CPU具有运算能力(先这样简单理解),但计算的数据, 都在内存中。故,计算之前(无论任何运算),都必须将数据从内存拿到CPU中,拿到CPU哪里呢?毫无疑问,在CPU 寄存器 中。 而寄存器本身,随着计算机位数的不同,寄存器的位数也不同。一般,在32位下,寄存器的位数是32位。 可是,你的char类型数据,只有8比特位。读到寄存器中,只能填补低8位,那么高24位呢? 就需要进行“整形提升”。


       char类型的数据经过按位取反、左移和右移后,仍然是char类型的数据,这些操作不会改变数据的类型。char类型进行操作符运算进行了整形提升,由于寄存器的位数是32位,char类型的变量会提升为int类型,所以求的空间大小就是4个字节。


对于vs编译器(图右)上将!c所占空间定为1个字节,我们可以认为这是编译器的bug,因为c参加了运算,必定会进行整形提升,在gcc编译器(图左)下我们就可以发现!c所占空间是4个字节。


左移和右移规则


#include <stdio.h>
int main()
{
  /*
    <<(左移): 最高位丢弃,最低位补零
    >>(右移):
    1. 无符号数:最低位丢弃,最高位补零     [逻辑右移]
    2. 有符号数:最低位丢弃,最高位补符号位 [算术右移]
  */
  //左移
  unsigned int a = 1;    //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 - 1
  printf("%u\n", a << 1);//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 - 2
  printf("%u\n", a << 2);//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 - 4
  printf("%u\n", a << 3);//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 - 8
  //逻辑右移
  unsigned int b = 100;  //0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 0100 - 100
  printf("%u\n", b >> 1);//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011 0010 - 50
  printf("%u\n", b >> 2);//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1001 - 25
  printf("%u\n", b >> 3);//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1100 - 12
  //算术右移,最高位补符号位1, 虽然移出了最低位1,但是补得还是1
  int c = -1;            //1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 - -1
  printf("%d\n", c >> 1);//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 - -1
  printf("%d\n", c >> 2);//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 - -1
  printf("%d\n", c >> 3);//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 - -1
  //是算术右移,还是逻辑右移?最高位补0,为何?
  unsigned int d = -1;   //1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 
  printf("%d\n", d >> 1);//0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 - 2147483647
  printf("%d\n", d >> 2);//0011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 - 1073741823
  printf("%d\n", d >> 3);//0001 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 - 536870911
  return 0;
}


结论:

       左移,无脑补0。

       右移,先判定是算术右移还是逻辑右移,判定依据:看自身类型,和变量的内容无关。

       判定了是算术,还是逻辑,才能决定最高位补什么。


如何理解"丢弃"


'<<' 和 '>>' 都是计算,都要在CPU中进行,可是参与移动的变量,是在内存中的。 所以需要先把数据移动到CPU内寄存器中,在进行移动。 那么,在实际移动的过程中,是在寄存器中进行的,即大小固定的单位内。那么,左移右移一定会有位置跑到"外边"的情况。


一个问题


#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  a << 1; //有没有影响a本身的值,为什么?怎么样做能影响a的值
  printf("%d\n", a);
  return 0;
}


0x01<<2+3 的值是多少


#include <stdio.h>
int main()
{
  //0x01:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
  printf("%d\n", 0x01 << 2 + 3);//32
  printf("%d\n", 0x01 << (2 + 3));//32
  printf("%d\n", (0x01 << 2) + 3);//7
  return 0;
}


  这是一个C语言程序,其中定义了一个main函数,函数中执行了三个printf语句,分别输出了三个表达式的结果。


       这三个表达式的意义如下:


1. 0x01 << 2 + 3

       这个表达式中,先进行加法运算2+3,结果为5,然后再对0x01(二进制为0000 0001)进行左移5位操作,即在二进制的右侧补5个0,得到的结果为0010 0000,即十进制的32。


2. 0x01 << (2 + 3)

       这个表达式中,由于加法运算的优先级比位运算低,所以先执行括号内的加法运算,得到的结果为5。然后再对0x01进行左移5位操作,得到的结果为0010 0000,即十进制的32。


3. (0x01 << 2) + 3

       这个表达式中,先对0x01进行左移2位操作,得到的结果为0000 0100,即十进制的4。然后再将得到的结果与3进行加法运算,得到的结果为7。


       综上所述,这个程序的输出结果为:32     32     7


花括号


       在C语言中,花括号是用来表示代码块的。一个代码块包含一组语句,可以作为一个整体进行控制。花括号通常用于控制语句(如if、for、while等)的语法结构,以及函数、结构体等作用域的定义中。 在代码中,花括号用于将一组语句组合成一个代码块。花括号中的语句可以被认为是一个整体,可以作为一个单元进行控制。

//别这么写
#include <stdio.h>
int main()
{
  char a[] = { "abcde" };
  printf("%d\n", sizeof(a));
  char a[]{ = "abcde"};//error
  printf("%d\n", sizeof(a));
  char a[10]{ = "abcde" };//error
  printf("%d\n", sizeof(a));
  return 0;
}

规规矩矩写代码,不能乱写{ }。


++、--操作


#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  int b = ++a; //前置++, 先自增在使用
  printf("%d, %d\n", a, b); //11,11
  return 0;
}


 程序中的操作主要集中在语句 int b = ++a; 中,这是一个前置++的运算,它的作用是先让a自增1,然后再将自增后的值赋给b,因此,最终a和b的值都变成了11。

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  int b = a++; //后置++, 先使用在自增
  printf("%d, %d\n", a, b); //11, 10
  return 0;
}


程序中的操作主要集中在语句 int b = a++; 中,它是一个后置++运算,它的作用是先将a的值赋给b,然后再执行自增操作,因此,最终a的值为11,而b的值为10。

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 0xDD;
  //有b接收,那么a的先使用是将a的值(内容),放到b中
  int b = a++; 
  int c = 0xEE;
  //没有接收方,那么"先使用",如何理解?
  c++; 
  return 0;
}


       a++完整的含义是先使用,在自增。如果没有变量接收,那么直接自增(或者所谓使用,就是读取进寄存器,然后没有 然后)。

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


       本代码结果不同的原因就是 i 变量自增后有没有影响后面的 i 值。i 是自己自增完后经过加法运算后 i 再自增,还是三次 i 都自增完然后再进行加法操作。

 

我们现在来看一下vs下的计算过程


本质:是因为上面表达式的"计算路径不唯一"(为什么?编译器识别表达式,是同时加载至寄存器,还是分批加载,完全不确定)导致的。以后,类似这种复杂表达式,我们一律不推荐使用或者编写。


表达式匹配:贪心算法


#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  printf("%d\n", a++++ + b); //自动匹配失败
    //    贪心算法:(a++)++ + b
  int a = 10;
  int b = 20;
  printf("%d\n", a++ + ++b); //自行分离匹配,非常不推荐,不过能看出空格的好处
  return 0;
}


在这段代码中,我们看到了两个不同的表达式。第一个表达式是 `a++++ + b`,它会自动匹配失败,因为自增运算符只能和一个变量一起使用。由于自增运算符的优先级比加法运算符高,因此编译器会将其解释为 `(a++)++ + b`,这是非法的表达式。因此,编译器会报告错误。


       第二个表达式是 `a++ + ++b`,它虽然能够被编译器解析正确,但这种写法不够清晰,不推荐使用。这个表达式中包含了两个自增运算符,其中一个跟在变量名前面,另一个跟在变量名后面。由于自增运算符的优先级高于加法运算符,编译器会首先对 `++b` 进行自增操作,然后将 `a` 和 `b` 进行加法运算。


       在这两个表达式中,我们都可以看到贪心算法的影子。贪心算法会尽可能地选择当前最优的解决方案,但在这里,由于自增运算符只能和一个变量一起使用,所以编译器只能尽量匹配,直到遇到无法匹配的表达式为止。因此,为了避免这种情况,我们应该尽量避免写出复杂的、不清晰的表达式。


相关文章
|
6月前
|
算法 Python
关联规则算法及其画图(python
关联规则算法及其画图(python
69 2
|
2月前
|
算法 前端开发 机器人
一文了解分而治之和动态规则算法在前端中的应用
该文章详细介绍了分而治之策略和动态规划算法在前端开发中的应用,并通过具体的例子和LeetCode题目解析来说明这两种算法的特点及使用场景。
一文了解分而治之和动态规则算法在前端中的应用
|
3月前
|
数据可视化 算法 前端开发
基于python flask+pyecharts实现的中药数据可视化大屏,实现基于Apriori算法的药品功效关系的关联规则
本文介绍了一个基于Python Flask和Pyecharts实现的中药数据可视化大屏,该系统应用Apriori算法挖掘中药药材与功效之间的关联规则,为中医药学研究提供了数据支持和可视化分析工具。
125 2
|
4月前
|
数据采集 机器学习/深度学习 算法
Python基于Apriori关联规则算法实现商品零售购物篮分析
Python基于Apriori关联规则算法实现商品零售购物篮分析
248 0
|
5月前
|
机器学习/深度学习 算法 搜索推荐
【机器学习】Apriori算法在关联规则学习中的应用
【机器学习】Apriori算法在关联规则学习中的应用
94 0
|
6月前
|
机器学习/深度学习 算法
应用规则学习算法识别有毒的蘑菇
应用规则学习算法识别有毒的蘑菇
|
6月前
|
算法 数据可视化 数据挖掘
【视频】关联规则模型、Apriori算法及R语言挖掘商店交易数据与交互可视化|数据分享
【视频】关联规则模型、Apriori算法及R语言挖掘商店交易数据与交互可视化|数据分享
|
6月前
|
数据采集 机器学习/深度学习 算法
数据分享|WEKA关联规则挖掘Apriori算法在学生就业数据中的应用
数据分享|WEKA关联规则挖掘Apriori算法在学生就业数据中的应用
|
6月前
|
数据可视化 算法 数据挖掘
R语言关联规则模型(Apriori算法)挖掘杂货店的交易数据与交互可视化
R语言关联规则模型(Apriori算法)挖掘杂货店的交易数据与交互可视化
|
6月前
|
算法 数据可视化 搜索推荐
数据分享|Python用Apriori算法关联规则分析亚马逊购买书籍关联推荐客户和网络图可视化
数据分享|Python用Apriori算法关联规则分析亚马逊购买书籍关联推荐客户和网络图可视化
下一篇
无影云桌面