练习1：不用临时变量，交换a，b的值
不用临时变量，交换a，b的值
假设我们给定两个数，a = 3, b = 5;
要实现两个数的交换，我们会想到醋和酱油交换的生活案例，我们会先找一个空瓶子，先将醋或者酱油倒到空瓶子中，（假设将醋先倒入空瓶子中）然后我们会将酱油倒入原醋瓶中，将原空瓶中的醋倒入酱油瓶中。
方法①根据这种方式，我们会先创建一个临时变量来用于两者的数值交换
#include <stdio.h> int main() { int a = 3; int b = 5; int temp = 0; printf("before:a = %d,b = %d\n", a, b); temp = a; a = b; b = temp; printf("after:a = %d,b = %d", a, b); return 0; }
但是我们题目中明确要求不能创建变量，所以这种方式明显不合适。
这时候我们考虑另外一种方式，②从数学的角度出发：如果我先将 a与b之和放到a到当中 然后再用两者之和减去b不就得到a了吗，并把这个值赋给b，实现了a的值转移给b 。同理，用两者之和减去刚刚赋予a值到b中的b，就能得到原b的值（听起来有点绕是不，简单来说：就是 值：a + b - a = b = > 变量a
//方法一：加减法 #include<stdio.h> //不创建临时变量实现两个数的交换 int main() { int a = 3; int b = 5; printf("before:a = %d,b = %d\n", a, b); a = a + b; b = a - b;//将a的值给b a = a - b;//将b的值给a printf("after:a = %d,b = %d", a, b); return 0; }
虽然上面说的这种方式实现了不用创建临时变量就交换两个数值，但是仍然存在一定的缺陷，比如我们的变量a, b并不等于3和5，而是一个很大或者离int边界阈值很接近的值，如果我们用两者相加的方法，a + b很有可能就超出int类型的边界阈值，得到一个并非我们想要的结果，再拿着这个结果去减去a或者b中一个数，并不能得到原本的另一个数的正确值。也就是存在“可能溢出”的缺陷。
③既然这种加减法因为阈值的问题存在缺陷，我们就要去考虑一种既能够成功交换两个数的值，还不会存在阈值的缺陷，更深层次的思考，数值的存储方式-- - 二进制，二进制能实现两者交换……a thousand years later—>异或操作符 ^ 这种位操作符不会产生进位的情况，所以不存在溢出的可能。
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//异或办法 #include<stdio.h> //不创建临时变量实现两个数的交换 int main() { int a = 3; int b = 5; printf("before:a = %d,b = %d\n", a, b); a = a ^ b; b = a ^ b; a = a ^ b; printf("after:a = %d,b = %d", a, b); return 0; }
练习2：求一个整数存储在内存中的二进制中1的个数
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
方法①：看到这个问题，我们可以想到利用整数求其二进制原码，只要在求的过程中判断余数是否为1，是就计数 + 1，根据这种想法，编写我的代码可以得到：
#include<stdio.h> int main() { int a = 0; int count = 0; scanf("%d", &a); while (a) { if ((a % 2) == 1) count++; a = a / 2; } printf("count = %d\n", count); return 0; }
这种方式看似正确，但是当我们输入负数的时候，比如 - 1， - 1补码为11111111 11111111 11111111 11111111 正确答案应该为：32 ，而我们程序运行却得到0。
（实际上这种方式还有补救方法，只要将 负数看作无符号位的整型，将a定义从 int a = 0; 成更改成unsigned int a - 1就会被当作一个超级大的数字11111111 11111111 11111111 11111111 来处理）
方法②：既然这种方法不可行，我们就应该换一种思路，寻找新的方法，比如我能否得到输入数字存储的二进制补码，然后统计该补码中1的个数？答案是：可以，我们应该要想到任何一个数如果和 1进行按位与操作，若其最后一位数为1，则结果为1，若为0，结果为0。再借助移位操作符右移便可以统计1的个数（int类型的大小 为32位bit），因此可以编写代码为：
#include<stdio.h> int main() { int a = 0; int count = 0; int i = 0; scanf("%d", &a); for (i = 0; i < 32; i++) { if (1 == ((a >> i) & 1)) { count++; } } printf("count = %d\n", count); return 0; }
这里我们的判断条件是：
if(1 == ((a >> i) & 1))
也就是将上面的1进行左移操作，然后将两者进行按位与操作，再比较1左移操作的结果 与按位与之后的结果是否相等，若相等，代表该二进制位置 为 1
方法③：通过对输入数字的二进制操作，从最后一位1开始，每一步减少一个1
#include<stdio.h> int main() { int a = 0; int count = 0; int i = 0; scanf("%d", &a); while (a) { count++; a &= a - 1; //a = a & (a - 1); } printf("count = %d\n", count); return 0; }
a - 1能够让a的最后一位变成0 这种奇妙的感觉就像是三体小说中描写的“高维世界像低维世界塌陷”
有这样的一个公式 n & (n - 1)
假设n = 13 其后四位二进制补码为 1101
1101 ---- n
1100 ---- n - 1
1100 ---- n = n & (n - 1)
1011 ---- n - 1
1000 ---- n = n & (n - 1)
0111 ---- n - 1
0000 ---- n = n & (n - 1)
我们可以观察n的变化，发现每一次进行n = n & (n - 1)后，其最后一位的1（最右边的1）都会变成0（每执行一次，最右边的1都会消失，直到变成0，停止执行），那么在n变成0之前，n = n & (n - 1)能执行多少次，就代表最初的n中二进制补码就有多少个1。
这种算法的执行次数不用每次都执行32次，有多少个1，就执行多少次，所以效率很高！
注意：位操作符在进行运算的时候，不需要考虑符号位的影响，所有位都当做需要参与运算的二进制位，
比如 - 1 ^ -1 = 0, 即符号位也正常参与位操作符运算。
4.复合赋值符
①简单赋值操作符：
= 赋值操作符（注意：一个等号 = 表示赋值，两个等号 == 表示条件判断）
通过赋值操作符，我们可以给初始变量赋值，变更调整变量的值（也就是重新给变量赋值）
例如：
int weight = 80;//单位kg weight = 60;//对80不满意，重新赋值成60 double salary = 10000.0; salary = 30000.0;//对salary只有10000.0不满意，变成30000.0 //赋值操作符也可以连续使用，比如 int a = 10; int x = 0; int y = 20; a = x = y + 1; //连续赋值 //赋值操作符是从右往左计算的 //等同于： x = y + 1; a = x;
一般我们都是用分开的形式，不用连续赋值的形式，因为分开表示的方法更加容易阅读和理解，且易于调试。
②复杂赋值操作符
+= 、-= 、 *= 、 /=、 %= 、 >>=、 <<=、 &=、 |=、 ^=
举例：
int x = 10;
x = x + 10;
等同于：x += 10;
#include<stdio.h> int main() { int a = 1; printf("%d\n", a += 1); printf("%d\n", a -= 1); printf("%d\n", a *= 2); printf("%d\n", a /= 2); printf("%d\n", a %= 2); printf("%d\n", a <<= 1); printf("%d\n", a >>= 1); printf("%d\n", a &= -1); printf("%d\n", a |= 1); printf("%d\n", a ^= 1); return 0; }
5.单目操作符
sizeof 详细讲解：
举例一：
#include<stdio.h> int main() { int a = 1;//一个整形为4的字节 char b = 'A'; int arr[20] = { 0 }; printf("%d\n", sizeof(a)); printf("%d\n", sizeof a); printf("%d\n", sizeof(int)); printf("%d\n", sizeof(b)); printf("%d\n", sizeof(char)); printf("%d\n", sizeof(arr)); printf("%d\n", sizeof(int[20])); return 0; }
举例二：
#include<stdio.h> int main() { short i = 0; int j = 10; printf("%d\n", sizeof(i = j + 5));//sizeof计算所占空间的大小 //不管这里的j是什么类型 j+5的结果都是放到变量 i当中 而i又是short类型 //sizeof(i=j+5)等于 sizeof(i)等于sizeof(short)等于2 printf("%d\n", i); //sizeof里面放的表达式并不会真实进行运算，只是一个摆设 //也就是说 i=j+5 这一步操作并未真实执行，所以i还是原来的值：0 return 0; }
注意：sizeof括号中的表达式不参与实际运算！
~ 按位取反详解：
按二进制补码取反
例如 0：00000000 00000000 00000000 00000000
~0：11111111 11111111 11111111 11111111 补码 等于 - 1
#include<stdio.h> int main() { int a = 0; printf("%d\n", ~a); return 0; }
举例1：
#include<stdio.h> int main() { int i = 11; //00000000 00000000 00000000 00001011 让倒数第三位变成1，其余不变 //00000000 00000000 00000000 00000100 按位或 就能得到 //1 << 2 1左移2位得到 00000000 00000000 00000000 00000100 //int j = i | 4; int j = i | (1 << 2); printf("%d\n", j); //将j变成原来的i 只需要按位与操作 //00000000 00000000 00000000 00001111 //11111111 11111111 11111111 11111011 //00000000 00000000 00000000 00001011 //而 11111111 11111111 11111111 11111011 可以由按位取反得到 // 00000000 00000000 00000000 00000100 这个数又可以通过1左移2位得到 j = j & (~(1 << 2)); printf("%d\n", j); //int a = 0; //printf("%d\n", ~a); return 0; }
减减-- 、 加加 ++ 详解：
#include<stdio.h> int main() { int a = 10; //printf("%d\n", ++a);//前置++,先++，后打印 //printf("%d\n", a++);//后置++,先打印，后++ //printf("%d\n", --a);//前置--,先--，后打印 printf("%d\n", a--);后置--,先打印，后-- printf("%d\n", a); return 0; }
(类型)强制类型转换详解：
#include<stdio.h> int main() { int a = (int)3.14; printf("%d\n", a); return 0; }
练习：
#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)); printf("%d\n", sizeof(ch)); test1(arr); test2(ch); return 0; }
