C语言操作符详解(上)

简介: C语言操作符详解(上)

前言

在C语言中,C标准提供了丰富的操作符,被用来对数据进行操作和计算,常用数学计算、比较、逻辑运算等操作。操作符是编程语言中非常重要的一部分,它们可以使程序更加简洁、高效,同时也可以增强代码的可读性和可维护性。本文将详细系统介绍C语言操作符,希望能帮读者全面理解C语言操作符!

1. 算术操作符

算术操作符分为以下5种,虽然简单,但还是有一些细节需要注意。

(+)、(-)、(*)、(/)、(%)

  • 除了%(取余)操作符之外,其他几个操作符可以作用于整数和浮点数。
  • 对于/操作符,如果两个操作数都为整数,执行整数除法。而只要有一个浮点数就执行浮点数除法。
  • %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。

2. 移位操作符

在C语言中,移位操作符分为以下两种

  • <<左移操作符
  • >>右移操作符

相关知识补充:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 15;
  //00000000000000000000000000001111 - 原码
  //00000000000000000000000000001111 - 反码
  //00000000000000000000000000001111 - 补码

  int b = -15;
  //10000000000000000000000000001111 - 原码
  //11111111111111111111111111110000 - 反码
  //11111111111111111111111111110001 - 补码
  return 0;
}

Tips:

  • 位移操作符的操作数只能是整数。
  • 计算机能处理的是二进制的信息。而整数的二进制表示形式分为三种:原码、反码、补码。
  • 正整数的原码、反码、补码是相同的。负整数的反码是原码符号位不变,其他未按位取反、反码在加1就得到补码。

2.1 左移操作符(<<)

移位规则:

左边抛弃、右边补0

例子:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 15;
  //00000000000000000000000000001111 - (a)补码

  int b = a << 1;
  //对a的补码右移一位得到b的补码,左边抛弃,右边补0
  //00000000000000000000000000011110 - (b)补码
  //00000000000000000000000000011110 - (b)反码
  //00000000000000000000000000011110 - (b)原码
  
  printf("b=%d\n", b); //b得值为:30
  return 0;
}

2.2 右移操作符(>>)

移位规则:

C语言中,右移运算分为两种:

  1. 逻辑右移:左边用0填充,右边丢弃。
    2. 算术右移:左边用原该值的符号位填充,右边丢弃。

上述两种运算方式,C语言没有明确规定到底是算术右移还是逻辑右移。但一般编译器上采用的是算术右移。

例子:

int main()
{
  int a = -15;
  //10000000000000000000000000001111 - 原码
  //11111111111111111111111111110000 - 反码
  //11111111111111111111111111110001 - 补码

  int b = a >> 1;
  //左边用原该值的符号位填充,右边丢弃
  //11111111111111111111111111111000 - 补码
  //11111111111111111111111111110111 - 反码
  //10000000000000000000000000001000 - 原码
  
  printf("b=%d\n", b); //b的值为:-8
  return 0;
}

警告:

对于移位运算符,不要移动负位数,这个行为C标准未定义的。

int num=10;
num>>-1; //error

3. 位操作符

在C语言中,位操作符有以下三种:&(按位与)、|(按位或)、^(按位异或)。

Tips:位操作符的操作数必须是整数,同时也是操作二进制位的。

3.1 按位与(&)

& — 补码对应的二进制位有0则为0,两个同时为1才是1.

例子:

int main()
{
  int a = 3;
  //00000000000000000000000000000011 - 补码
  int b = -5;
  //10000000000000000000000000000101 - 原码
  //11111111111111111111111111111010 - 反码
  //11111111111111111111111111111011 - 补码

  int c = a & b;
  //&补码对应的二进制位有0则为0,两个同时为1才是1.
  //00000000000000000000000000000011 - 补码(a)
  //11111111111111111111111111111011 - 补码(b)
  //00000000000000000000000000000011 - 补码(c)

  printf("c=%d\n", c); //c的值为:3
  return 0;
}

3.2 按位或(|)

| — 补码对应的二进制位有1则为1,两个同时为0才是0.

例子:

int main()
{
  int a = 3;
  //00000000000000000000000000000011 - 补码
  int b = -5;
  //10000000000000000000000000000101 - 原码
  //11111111111111111111111111111010 - 反码
  //11111111111111111111111111111011 - 补码

  int c = a | b;
  //&补码对应的二进制位有1则w为1,两个同时为0才是0.
  //00000000000000000000000000000011 - 补码(a)
  //11111111111111111111111111111011 - 补码(b)
  //11111111111111111111111111111011 - 补码(c)

  //11111111111111111111111111111010 - 反码(c)
  //10000000000000000000000000000101 - 原码(c)

  printf("c=%d\n", c);//c的值为:-5
  return 0;
}

3.4 按位异或(^)

|^— 补码对应的二进制位不相同则为1,两个相同则为0.

int main()
{
  int a = 3;
  //00000000000000000000000000000011 - 补码
  int b = -5;
  //10000000000000000000000000000101 - 原码
  //11111111111111111111111111111010 - 反码
  //11111111111111111111111111111011 - 补码

  int c = a ^ b;
  //^ 补码对应的二进制位不相同则为1,两个同时为1或0时才是0.

  //00000000000000000000000000000011 - 补码(a)
  //11111111111111111111111111111011 - 补码(b)
  //11111111111111111111111111111000 - 补码(c)

  //11111111111111111111111111110111 - 反码(c)
  //10000000000000000000000000001000 - 原码(c)

  printf("c=%d\n", c);//c的值为:-8
  return 0;
}

3.5 一道变态的面试题

不能创建临时变量(第三个变量),实现两个数的交换。

int main()
{
  int a = 10;
  int b = 20;
  //交换,按位异或是支持交换律的
  a = a ^ b;
  b = a ^ b;
  a = a ^ b;
  printf("a=%d b=%d\n", a, b);
  return 0;
}
  • 按位异或是支持交换律的。

4. 关系操作符

这些关系运算符比较简单,没什么可介绍的。

5. 单目操作符

单目操作符介绍:

5.1 单目操作符(!)

(!)逻辑反操作,顾名思义就是把真变成假,把假变成真。

int main()
{
  int flag = 0;//下面两种判断flag为0就执行语句的方法,效果一样
  //方法1:
  if (flag == 0)
  {
    //语句;
  }

  //方法2:flag为0,则为假。!flag则为真,执行语句
  if (!flag)
  {
    //语句;
  }
  return 0;
}

5.2 单目操作符(~)

单目操作符(~)是按补码二进制位全部取反.(包括符号位)

例子:

int main()
{
  int a = 0;
  //00000000000000000000000000000000 - 补码

  int b = ~a;
  //~a--对a的补码全部取反
  //11111111111111111111111111111111 - 补码
  //11111111111111111111111111111110 - 补码
  //10000000000000000000000000000001 - 原码

  printf("%d\n", b); //b的值位:-1
  return 0;
}

5.3 单目操作符(&、*)

单目操作符(&、*)都运用于指针。

int main()
{
  int a = 0;
  //pa是指针变量
  int* pa = &a; //&—取地址操作符—取出a的地址
  
  //解引用操作符(间接访问操作符)—通过pa中存放的地址,找到指向的空间(内容)
  *pa = 20;
  return 0;
}

5.4 单目操作符(++、–)

单目单目操作符++(- -),分为前置++(- -)和后置++(–)

前置++(–): 先++(- -),在使用。

后置++(–): 先使用,在++(- -)。

例子1:

int main()
{

  int a = 2;
  int b = --a; //前置--,先--,在使用
  //a=a-1,b=a
  printf("a=%d b=%d\n", a, b);//a,b的值都为:1 
  return 0;
}

例子2:

int main()
{
  int a = 2;
  int b = a--; //后置--,先使用,在--
  //b=a,a=a-1
  printf("a=%d b=%d\n", a, b);//a的值为1,b的值为2
  return 0;
}

前置++和后置++同理。

5.5 单目操作符(sizeof)和数组

单目操作符(sizrof)用于计算操作数的类型长度。(单位字节)

#include <stdio.h>
void test1(int arr[])
{
  printf("%d\n", sizeof(arr));
}

void test2(char ch[])
{
  printf("%d\n", sizeof(ch));
}
int main()
{
  int arr[10] = { 0 };
  char ch[10] = { 0 };
  printf("%d\n", sizeof(arr));//10X4
  printf("%d\n", sizeof(ch)); //10X1
  test1(arr);
  test2(ch);
  return 0;
}

运行结果(x64环境下):

上述前两个结果毋庸置疑,但为什么后两个都是8byte呢?

上面调用函数test1()和test2(),传过去的是指针。C语言中,在64位机器上(x64),指针大小为8byte;在32位机器上(x86)上,指针大小为4byte.

6. 逻辑操作符

C语言中,逻辑操作符分为以下两种:

&&—逻辑与

||—逻辑或

简单来说:逻辑与(&&)就是两个同时城里时为真,否则为假;逻辑或(||)则是只要有一个成立则为真,否则为假。

Tips:

  • &&操作符,左边为假,右边就不计算了。
  • ||操作符,左边为真,右边就不用计算了。

例子1:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
  //后置++,先使用a,后再执行++
  //&&操作符,左边为假,右边就不计算了
  //a先使用,为0,则为假。所以&&后面所有运算都不执行
  i = a++ && ++b && d++;
  //结果:a=1 b=2 c=3 d=4
  printf("a=%d b=%d c=%d d=%d\n", a, b, c, d);
  return 0;
}

例子:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
  //||操作符,左边为真,右边就不用计算了。
  //使用b时,b先++后使用,别的值为3,非0为真。所以后面所有运算都不进行
  i = a++ || ++b || d++;
  //结果:a=1 b=3 c=3 d=4
  printf("a=%d b=%d c=%d d=%d\n", a, b, c, d);
  return 0;
}

7. 条件操作符

C语言中,条件操作符如下:表达式exp1为真,则执行表达式exp2,否则执行表达式exp3.

exp1 ? exp2 : exp3

例子:

int main()
{
  int a = 0;
  int b = 0;
  //a为0小于5,执行表达式xep3。所以b=-3
  b = (a > 5) ? 3 : -3;
  return 0;
}

8. 逗号表达式

C语言中,逗号表达式就是:用逗号隔开的多个表达式。

exp1, exp2, exp3, …expN

例子:

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("c=%d\n", c);//结果为:c=13
  return 0;
}

那在上述代码中,为什么c的值最终为13呢?

  • 逗号表达式中,从左到右依次计算。整个表达式的结果为最后一个表达式的结果。

例子:

int d=1;
if(a=a+1,c=a/2,d>0)//d大于0,结果为真,执行if后的语句块
{
}

9. 下标引用、函数调用和结构成员

9.1 [ ] 下标引用操作符

在C语言中,下标引用的操作数为:一个数组名 + 一个索引值(两个操作数满足交换律)

例子:

int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };//数组的起始是有下标的,下标从0开始
  //          0 1 2 3 4 5 6 7 8 8 9
  printf("%d\n", arr[2]);// [] 下标引用操作符,arr和2是两个操作数
  printf("%d\n", 2[arr]);
  return 0;
}
  • 上述代码中2[arr]虽然看起来奇怪,但却是成立的,和arr[2]等价。[ ]和+一样,都是操作数,和两个操作数的前后顺序无关。

9.2 ( ) 函数调用操作符

( ) 函数调用操作符可以接受一个或多个操作数:第一个操作数是函数名,剩余操作数就是传递给函数的参数。

例子:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int Add(int x, int y)
{
  return x + y;
}

int main()
{
  int len = strlen("abc");//( )函数调用操作符
  //()的操作数是:strlrn 和 "abc
  printf("%d\n", len);

  int c = Add(3, 5);//( ) 函数调用操作符
  //()的操作数是:Add 和3 5
  //对于函数调用操作符来说,至少有一个操作数

  printf("%d\n", c);
  return 0;
}

9.3 访问一个结构的成员

在C语言中,访问一个结构的成员有两种方式:

. — 结构体 . 成员名

-> — 结构体 -> 成员名

例子1:

#include <stdio.h>
//定义一个struct Book类型
struct Book
{
  char name[30];
  char author[20];
  float price;
};

int main()
{
  struct Book b= { "C primer Plus","Stephen Prate",47.8f };//创建一个变量b
  //结构体.成员名,答应相关信息
  printf("%s %s %.1f\n", b.name, b.author, b.price);
  return 0;
}

例子2:

struct Book
{
  char name[30];
  char author[20];
  float price;
};
//定义过程
void print(struct Book* b)
{
  //结构指针->成员名,访问成员
  printf("%s %s %.1f\n", b->name, b->author, b->price);
}

int main()
{
  struct Book b= { "C primer Plus","Stephen Prate",47.8f };//创建一个变量b
  //封装print()函数,打印信息
  print(&b);
  return 0;
}

10. 结尾

本篇文章到此就结束了!在C语言操作符详解(上)已经将C语言中所有操作全部详细系统的介绍完了,接下来将在C语言操作符详解(下)中详细介绍编译器执行这些代码背后所做的事情、操作符优先级、结合性以及求值顺序!

创作不易,如果对你有帮助,记得点赞加关注哦!感谢您的支持,同时也欢迎读者发表自己的见解!

C语言操作符详解(下)


相关文章
|
9天前
|
C语言
C语言之操作符1
C语言之操作符1
22 0
|
9天前
|
编译器 C语言
操作符详解(C语言基础深入解析)
操作符详解(C语言基础深入解析)
|
9天前
|
存储 编译器 C语言
爱上C语言:操作符详解(下)
爱上C语言:操作符详解(下)
|
9天前
|
算法 测试技术 C语言
【C语言】异或(^)操作符
【C语言】异或(^)操作符
18 0
|
9天前
|
存储 算法 编译器
【c 语言 】移位操作符详解
【c 语言 】移位操作符详解
50 0
|
9天前
|
存储 算法 程序员
【c 语言 】位操作符详解
【c 语言 】位操作符详解
74 0
|
9天前
|
存储 编译器 Linux
操作符详解【c语言】
操作符详解【c语言】
|
9天前
|
存储 编译器 程序员
c语言从入门到实战——操作符详解
C语言操作符指的是程序中用来进行各种计算、逻辑和条件操作的符号或符号组合。 操作符是编程中用于执行特定操作或比较数据的符号。它们根据操作类型分为算术、比较、逻辑和位操作符。算术操作符执行加、减、乘、除等数学运算;比较操作符比较两个值的大小或相等性;逻辑操作符连接多个条件,形成更复杂的逻辑判断;位操作符则直接对整数的二进制位进行操作。了解各种操作符的特性和用法,对于编写高效、准确的代码至关重要。
57 0
|
9天前
|
存储 编译器 程序员
C语言第十六弹---操作符(下)
C语言第十六弹---操作符(下)
|
4天前
|
存储 Linux C语言
C语言初阶⑥(操作符详解)编程作业(算数转换)(下)
C语言初阶⑥(操作符详解)编程作业(算数转换)
7 1