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。