C语言初阶⑥(操作符详解)编程作业(算数转换)(下)

简介: C语言初阶⑥(操作符详解)编程作业(算数转换)

C语言初阶⑥(操作符详解)编程作业(算数转换)(上):https://developer.aliyun.com/article/1512992

证明整形提升存在的例子

 
#include<stdio.h>
int main()
{
    char a = 0xb6;
    short b = 0xb600;
    int c = 0xb6000000;
 
    if (a == 0xb6)//10110110
        printf("a");
    if (b == 0xb600)
        printf("b");
    if (c == 0xb6000000)
        printf("c");
 
    //打印了c
    return 0;
}

例中的a, b要进行整形提升, 但是c不需要整形提升,a, b整形提升之后, 变成了负数, 所以表达式 a == 0xb6, b == 0xb600 的结果是假, 但是c不发生整形提升, 则表达式 c == 0xb6000000 的结果是真,所以只打印c

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

例中的, 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.

算术转换

如果某个操作符的各个操作数属于不同的类型,那么除非其中一个操作数的转换为另一个操作数的类

型,否则操作就无法进行。下面的层次体系称为寻常算术转换

long double

double

float

unsigned long int

long int

unsigned int

int

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。

警告:但是算术转换要合理,要不然会有一些潜在的问题。

操作符的属性

复杂表达式的求值有三个影响的因素。

1. 操作符的优先级

2. 操作符的结合性

3. 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。

问题表达式

//表达式1

a*b + c*d + e*f

表达式1在计算的时候,由于*比+的优先级高,只能保证,*的计算是比+早,但是优先级并不

能决定第三个*比第一个+早执行。当abcdef是一个表达式时就会发生错误

//表达式2

c + --c;

同上,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。

//表达式3-非法表达式

 
#include<stdio.h>
int main()
{
    int i = 10;
    i = i-- - --i * (i = -3) * i++ + ++i;
    printf("i = %d\n", i);
    return 0;
    //在不同编译器中测试结果各不相同
}


//表达式4

 
#include<stdio.h>
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;
}
//虽然在大多数的编译器上求得结果都是相同的。
//但是上述代码 answer = fun() - fun() * fun(); 中我们只能通过操作符的优先级得知:先算乘法,
//再算减法。
//函数的调用先后顺序无法通过操作符的优先级确定。

//表达式5

 
#include <stdio.h>
int main()
{
    int i = 1;
    int ret = (++i) + (++i) + (++i);
    printf("%d\n", ret);
    printf("%d\n", i);
    return 0;
}
//尝试在linux 环境gcc编译器,VS2022环境下都执行,看结果。

linux 10 4 vs 12 4

简单看一下汇编代码.就可以分析清楚.

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。

代码练习

二进制中1的个数

【题目内容】

编写代码实现:求一个整数存储在内存中的二进制中1的个数。

写一个函数返回参数二进制中 1 的个数。

比如: 15 0000 1111 4 个 1

法一:

 
//循环进行以下操作,直到n被缩减为0:
//1. 用该数据模2,检测其是否能够被2整除(二进制模2除2与十进制模10除10意思一样)
//2. 可以:则该数据对应二进制比特位的最低位一定是0,否则是1,如果是1给计数加1
//3. 如果n不等于0时,继续
#include<stdio.h>
int return1(unsigned int n)//如果限制是int,负数就不能用
{
    int count = 0;
    while (n)
    {
        if (n % 2 == 1)
        {
            count++;
        }
        n = n / 2;
    }
    return count;
}
//此方法缺陷:进行了大量的取模以及除法运算,取模和除法运算的效率本来就比较低。
int main()
{
    int a = 0;
    scanf("%d", &a);
    printf("%d", return1(a));
    return 0;
}

法二:

 
//一个int类型的数据,对应的二进制一共有32个比特位,可以采用位运算的方式一位一位的检测,具体如下
#include<stdio.h>
int return1(int n)
{
    int count = 0;
    for (int i = 0;i <= 31;i++)
    {
        if ((1 << i) & n)
        {
            count++;
        }
    }
    return count;
}
//优点:用位操作代替取模和除法运算,效率稍微比较高
//缺陷:不论是什么数据,循环都要执行32次
int main()
{
    int a = 0;
    scanf("%d", &a);
    printf("%d", return1(a));
    return 0;
}

法三:

 
//采用相邻的两个数据进行按位与运算
//举例:
//n&(n-1)
//n=15
//1111  n
//1110  n-1
//1110  n
//1101  n-1
//1100  n
//1001  n-1
//1000  n
//0111  n-1
//0000 n
 
//可以观察下:此种方式,数据的二进制比特位中有几个1,循环就循环几次,而且中间采用了位运算,处理起来比较高效
#include<stdio.h>
int return1(int n)
{
    int count = 0;
    while (n)
    {
        n = n & (n - 1);
        count++;
    }
    return count;
}
int main()
{
    int a = 0;
    scanf("%d", &a);
    printf("%d", return1(a));
    return 0;
}
//此时判断一个数是否是2的n次方(二进制只有一个1)就可以这样用:
//n(n-1)==0
//(相当于去掉一个1)

求两个数二进制中不同位的个数

【题目内容】

编程实现:两个int(32位)整数m和n的二进制表达中,有多少个位(bit)不同?

输入例子:

1999 2299

输出例子:7

(先看第1题)

代码:

 
#include<stdio.h>
int return1(int n)
{
    int count = 0;
    while (n)
    {
        n = n & (n - 1);
        count++;
    }
    return count;
}
int main()
{
    int m = 0, n = 0;
    scanf("%d%d", &m, &n);
    int a = m ^ n;//异或,不同那一位就为1
    printf("%d", return1(a));
    return 0;
}

打印整数二进制的奇数位和偶数位

【题目内容】

获取一个整数二进制序列中所有的偶数位和奇数位,分别打印出二进制序列

代码:

 
#include<stdio.h>
int main()
{
    int n = 0;
    scanf("%d", &n);
    printf("奇数位:\n");
    for (int i = 30;i >= 0;i -= 2)
    {
        printf("%d ", 1 & (n >> i));
    }
    printf("\n偶数位:\n");
    for (int i = 31;i >= 1;i -= 2)
    {
        printf("%d ", 1 & (n >> i));
    }
    return 0;
}

交换两个变量(不创建临时变量)

【题目内容】

不允许创建临时变量,交换两个整数的内容

法一:(可能会溢出)

 
#include<stdio.h>
int main()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    printf("交换前:a = %d b = %d\n", a, b);
    a = a + b;
    b = a - b;
    a = a - b;
    printf("交换后:a = %d b = %d\n", a, b);
    return 0;
}

法二:(异或)

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

本篇完。

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