【C语言篇】操作符详解(上篇):https://developer.aliyun.com/article/1590381?spm=a2c6h.13148508.setting.15.72054f0exbCpaX
操作符详解(下篇)
前言
条件操作符
条件操作符也叫三⽬操作符,需要接受三个操作数的,形式如下:
exp1 ? exp2 : exp3
如果表达式1为真,那么就计算表达式2,表达式2的结果为整个式子的 结果;
如果表达式1为假,那么就计算表达式3,表达式3的结果为整个式子的结果。
例如求两个数的最大值
#include<stdio.h> int main() { int a = 0, b = 0, c = 0; printf("请输入两个数:\n"); scanf("%d %d", &a, &b); c = a > b ? a : b; printf("较大的数为:%d\n", c); return 0; }
移位操作符
这涉及到数据在内存中的存储形式
不了解的小伙伴可以先去看这篇:
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左移操作符
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右移操作符
移位操作符的操作数只能是整数
左移操作符
移位规则:左边抛弃、右边补0
#include <stdio.h> int main() { int num = 10; int n = num<<1; printf("n= %d\n", n); printf("num= %d\n", num); return 0; }
右移操作符
移位规则:⾸先右移运算分两种:
- 逻辑右移:左边⽤0填充,右边丢弃
- 算术右移:左边⽤原该值的符号位填充,右边丢弃
#include <stdio.h> int main() { int num = 10; int n = num>>1; printf("n= %d\n", n); printf("num= %d\n", num); return 0; }
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警告⚠⚠:对于移位运算符,不要移动负数位,这个是标准未定义的。
一般更多采用算术右移
位操作符
位操作符有:
& //按位与 | //按位或 ^ //按位异或 ~ //按位取反
注:他们的操作数必须是整数。
- 按位与&
- 对应的二进制位,有0则为0,两个同时为1,才为1
- 例子如下:
/int main() //{ // int a = 6; // //00000000000000000000000000000110 - 6的补码 // // // int b = -7; // //10000000000000000000000000000111 // //11111111111111111111111111111000 // //11111111111111111111111111111001 -> -7的补码 // // // int c = a & b;//a和b的补码的二进制位进行运算 // //对应的二进制位,有0则为0,两个同时为1,才为1 // // // //00000000000000000000000000000110 - 6的补码 // //11111111111111111111111111111001 -> -7的补码 // //00000000000000000000000000000000 // printf("%d\n", c); // // return 0; //}
- 按位或|
- 对应的二进制位,有1则为1,两个同时为0,才为0
- 按位异或^
- 对应的二进制位,相异为1,相同为0
- 按位取反~
- 对应二进制位,1变为0,0变为1
不能创建临时变量(第三个变量),实现两个整数的交换。
#include <stdio.h> int main() { int a = 10; int b = 20; a = a + b; b = a - b; a = a - b; printf("a = %d b = %d\n", a, b); return 0; }
这种方法在数据较大时会发生溢出
- 使用异或操作
- 0和任何数异或都是任何数本身
- 异或满足交换律和结合律
- 任何数异或自己都是0
#include <stdio.h> int main() { int a = 10; int b = 20; a = a^b; b = a^b; a = a^b printf("a = %d b = %d\n", a, b); return 0; }
求一个整数在内存中存储二进制1的个数
- 方法一:十进制转二进制每次除二,余1则count++
- 注意传过来的参数要转为unsigned int,否则负数统计会出现错误
int count_bit_one(unsigned int n) { int count = 0; while (n) { if ((n % 2) == 1) count++; n = n / 2; } return count; }
- 方法二:
- 使用移位操作符
- 这里必须循环32次,还可以优化
#include <stdio.h> int count_bit_one(int n) { int i = 0; int count = 0; for (i = 0; i < 32; i++) { if (((n >> i) & 1) == 1) { count++; } } return count; }
- 方法三:
- 使用&运算符
- 很巧妙,很难想到🤣
int count_bit_one(int n) { int i = 0; int count = 0; while (n) { n = n & (n - 1);//每次去掉最低位的1 count++; } return count; }
下标引用操作符
下标引用操作符为[]
操作数:⼀个数组名+⼀个索引值(下标)
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。
函数调用操作符
函数调用操作符为()
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。
#include <stdio.h> void test1() { printf("hehe\n"); } void test2(const char* str) { printf("%s\n", str); } int main() { test1(); //这⾥的()就是作为函数调⽤操作符。 test2("hello bit.");//这⾥的()就是函数调⽤操作符。 return 0; }
操作符的属性:优先级和结合性
C语⾔的操作符有2个重要的属性:优先级、结合性,这两个属性决定了表达式求值的计算顺序。
优先级
优先级指的是,如果⼀个表达式包含多个运算符,哪个运算符应该优先执⾏。各种运算符的优先级是不⼀样的。
3 + 4 * 5;
上⾯⽰例中,表达式 3 + 4 * 5 ⾥⾯既有加法运算符( + ),⼜有乘法运算符( * )。由于乘法 的优先级⾼于加法,所以会先计算 4 * 5 ,⽽不是先计算 3 + 4 。
结合性
如果两个运算符优先级相同,优先级没办法确定先计算哪个了,这时候就看结合性了,则根据运算符 是左结合,还是右结合,决定执⾏顺序。⼤部分运算符是左结合(从左到右执⾏),少数运算符是右结合(从右到左执⾏),⽐如赋值运算符( = )。
5 * 6 / 2;
上⾯⽰例中, * 和 / 的优先级相同,它们都是左结合运算符,所以从左到右执⾏,先计算 5 * 6 , 再计算 / 2 。
运算符的优先级顺序很多,下⾯是运算符的优先级顺序(按照优先级从⾼到低排列)。
参考:运算符优先顺序
不用刻意去记,用多了就熟练了
表达式求值
有了操作符的优先级和结合性,就必然涉及到表达式求值,这里简单介绍一下表达式求值的规则。
整形提升
C语⾔中整型算术运算总是⾄少以缺省(默认)整型类型的精度来进⾏的。 为了获得这个精度,表达式中的字符和短整型操作数在使⽤之前被转换为普通整型,这种转换称为整型提升。
整型提升的意义:
整型提升的意义: 表达式的整型运算要在CPU的相应运算器件内执⾏,CPU内整型运算器(ALU)的操作数的字节⻓度⼀ 般就是int的字节⻓度,同时也是CPU的通⽤寄存器的⻓度。 因此,即使两个char类型的相加,在CPU执⾏时实际上也要先转换为CPU内整型操作数的标准⻓ 度。 通⽤CPU(general-purposeCPU)是难以直接实现两个8⽐特字节直接相加运算(虽然机器指令中可能有这种字节相加指令)。所以,表达式中各种⻓度可能⼩于int⻓度的整型值,都必须先转换为 int或unsigned int,然后才能送⼊CPU去执⾏运算。
//实例1 char a,b,c; ... a = b + c;
b和c的值被提升为普通整型,然后再执⾏加法运算。 加法运算完成之后,结果将被截断,然后再存储于a中。
截断:
例如这里整型运算结果要放入一个字符型变量,截断就是把最低八位bit位保留,而其他bit位舍去,再放入字符型变量中。
如何进行整形提升呢?
- 有符号整数提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的
- ⽆符号整数提升,⾼位补0
//负数的整形提升 char c1 = -1; 变量c1的⼆进制位(补码)中只有8个⽐特位: 11111111 因为 一般情况下char 为有符号的 char 所以整形提升的时候,⾼位补充符号位,即为1 提升之后的结果是: 11111111111111111111111111111111 //正数的整形提升 char c2 = 1; 变量c2的⼆进制位(补码)中只有8个⽐特位: 00000001 因为 char 为有符号的 char 所以整形提升的时候,⾼位补充符号位,即为0 提升之后的结果是: 00000000000000000000000000000001
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靠后,那么⾸先要转换为另外⼀个操作数的类型后执⾏运算
例如int和double类型变量运算,int类型要先转换为double类型才能运算,计算出来的结果也是double类型的。