操作符详解

操作符

算术操作符

+   -   *   /   %

除了 % 操作符之外，其他的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。而只要有浮点数执行的就是浮点数除法。
% 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。

double a = 5 % 2;//商2余1
printf("a = %lf\n", a);//1.000000

移位操作符：移动是二进制位，只能作用于整形

<< 左移操作符
>> 右移操作符

左移操作符移位规则：

**左边抛弃、右边补0**

Image text

int a = 5;
int b = a << 1;
//00000000000000000000000000000101
//00000000000000000000000000001010
printf("%d\n", b); //10

右移操作符移位规则：[右移1位有除2的效果]

首先右移运算分两种：
1. 逻辑移位 左边用0填充，右边丢弃
2. 算术移位 左边用原该值的符号位填充，右边丢弃

Image text

int a = 16;
//>> -- 右移操作符
//移动的是二进制位
//00000000000000000000000000010000
int b = a >> 2;
//00000000000000000000000000000100
printf("%d\n", b); //4

int a = -1;
//整数的二进制表示有：原码、反码、补码
//存储到内存的是补码
//10000000000000000000000000000001 - 原码
//11111111111111111111111111111110 - 反码
//11111111111111111111111111111111 - 补码
int b = a >> 1;
printf("%d\n", b); //-1

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。例如：

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

位操作符 : 只能作用于整数

& //按位与
| //按位或
^ //按位异或

& - 按2进制位与对应的两个二进位均为1时，结果位才为1 ，否则为0。【补码形式比较】

int a = 3;   // 00000000000000000000000000000011
int b = 5;   // 00000000000000000000000000000101
int c = a&b; // 00000000000000000000000000000001
printf("%d\n", c);

| - 按2进制位或对应的两个二进位有一个为1时，结果位就为1。【补码形式比较】

int a = 3;     //00000000000000000000000000000011
int b = 5;     //00000000000000000000000000000101
int c = a | b; //00000000000000000000000000000111
printf("%d\n", c);

^ 按2进制位异或: 相同为0，相异为1 对应的两个二进位相异时，结果位为1。【补码形式比较】 C++ int a = 3; //00000000000000000000000000000011 int b = 5; //00000000000000000000000000000101 int c = a ^ b; //00000000000000000000000000000110 printf("%d\n", c);

赋值操作符

int weight = 120;//体重
weight = 89;//不满意就赋值
double salary = 10000.0;
salary = 20000.0;//使用赋值操作符赋值。

赋值操作符可以连续使用，比如：

int a = 10;
int x = 0;
int y = 20;
a = x = y+1;//连续赋值,避免使用 a=x=21

复合赋值符

+=
-=
*=
/=
%=
>>=
<<=
&=
|=
^=

单目操作符

!           逻辑反操作
-           负值
+           正值
&           取地址
sizeof      操作数的类型长度（以字节为单位）
~           对一个数的二进制按位取反
--          前置、后置--
++          前置、后置++
*           间接访问操作符(解引用操作符)
(类型)       强制类型转换

sizeof和数组

int a = 10;
char c = 'r';
char *p = &c;
int arr[10] = {0};
//sizeof 计算的变量所占内存空间的大小，单位是字节
printf("%d\n", sizeof a);    //4
printf("%d\n", sizeof(int)); //4

printf("%d\n", sizeof(c));    //1
printf("%d\n", sizeof(char)); //1

printf("%d\n", sizeof(p));      //4
printf("%d\n", sizeof(char *)); //4

printf("%d\n", sizeof(arr));     //40
printf("%d\n", sizeof(int[10])); //40

sizeof 内部的表达式不参与运算

short s = 0;
int a = 10;
printf("%d\n", sizeof(s = a + 5)); //2
printf("%d\n", s);                 //0

练习

void test1(int arr[]) 
{
    printf("%d\n", sizeof(arr)); //(2)  4/8
}
void test2(char ch[])
{
    printf("%d\n", sizeof(ch)); //(4)  4/8
}
int main()
{
    int arr[10] = {0};
    char ch[10] = {0};
    printf("%d\n", sizeof(arr)); //(1)  40
    printf("%d\n", sizeof(ch));  //(3)  10
    test1(arr); //传参是首元素地址，指针的大小4/8
    test2(ch); //传参是首元素地址,指针的大小4/8
    return 0;
}

~ 按位取反

int a = 0;
//~ 按（2进制）位取反
//00000000000000000000000000000000 - 原码 0
//11111111111111111111111111111111 - 补码
//11111111111111111111111111111110 - 反码 -1
//10000000000000000000000000000001 - 原码
//-1
printf("%d\n", ~a);

int a = 11;
a = a | (1 << 2);
printf("%d\n", a); //15
a = a & (~(1 << 2));
printf("%d\n", a); //11
//0000000000000000000000000000001011  - 11
//0000000000000000000000000000000100  - (1 << 2)
//0000000000000000000000000000000001  - 1
//
//0000000000000000000000000000001111  - 或 结果
//1111111111111111111111111111111011  - ~(1 << 2)
//0000000000000000000000000000000100
//0000000000000000000000000000001011  - 且 结果

++和–运算符

int a = 10;
//printf("%d\n", ++a);//前置++，先++，后使用
printf("%d\n", a++);//后置++，先使用，再++

（类型）

int a = (int)3.14;
//int a = int(3.14);//err

关系操作符

>
>=
<
<=
!=   用于测试“不相等”
==      用于测试“相等

警告：在编程的过程中== 和=不小心写错，会导致的错误。

逻辑操作符

&&     逻辑与
||     逻辑或

&& 逻辑与：两个条件都同时成立的情况下“逻辑与”的运算结果才为“真”。

当逻辑与左边为false(假)，则不再进行逻辑与右边的判断，结果为false(假)
当逻辑与左边为true(真)则进行右边判断，右边为false(假)，结果为false(假)
当逻辑与左边为true(真)则进行右边判断，右边也为true(真)，则结果为true(真)

|| 逻辑或：任一或多个条件成立的情况下“逻辑或”的运算才为“真”。

当逻辑或左边为false(假)，继续逻辑或右边的判断，如果也为false(假)，结果为false(假)
当逻辑或左边为false(假)，继续逻辑或右边的判断，如果为true(真)，结果为true(真)
当逻辑或左边为true(真)，则不再进行逻辑或右边的判断，结果为true(真)

区分逻辑与和按位与区分逻辑或和按位或

1&2----->0
1&&2---->1
1|2----->3
1||2---->1

//00000000000000000000000000000001  -1
//00000000000000000000000000000010  -2
//00000000000000000000000000000000  -1&2 
//00000000000000000000000000000011  -1|2

int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
i = a++ && ++b && d++;  //a++ 是后置++，先使用再++。a=0 为假，后面不管是什么都不算了，a++
printf(" a = %d\n b = %d\n c = %d\n d = %d\n", a, b, c, d); //1 2 3 4

int i = 0, a = 1, b = 2, c = 3, d = 4;
i = a++ && ++b && d++;//a=1为真，a++,++b是前置++，先加在使用，b=3为真，d=4为真，d++
printf(" a = %d\n b = %d\n c = %d\n d = %d\n", a, b, c, d); //2 3 3 5

int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
i = a++ || ++b || d++; //a=0为假，a++,b++,b=3为真，结束
printf(" a = %d\n b = %d\n c = %d\n d = %d\n", a, b, c, d); //1 3 3 4

int i = 0, a = 1, b = 2, c = 3, d = 4;
i = a++ || ++b || d++; //a=1为真，结束。a++
printf(" a = %d\n b = %d\n c = %d\n d = %d\n", a, b, c, d); //2 2 3 4

条件操作符

exp1 ? exp2 : exp3

if (a > 5)
    b = 3;
else
    b = -3;

b = (a > 5 ? 3 : -3);

int a = 10;
int b = 20;
int max = 0;

if (a > b)
    max = a;
else
    max = b;

max = (a > b ? a : b);

逗号表达式

exp1, exp2, exp3, …expN

逗号表达式，就是用逗号隔开的多个表达式。逗号表达式，从左向右依次执行。整个表达式的结果是最后一个表达式的结果。

//代码1
    int a = 1;
    int b = 2;
    int c = (a > b, a = b + 10, a, b = a + 1); //逗号表达式，c=13

//代码2
    if (a = b + 1, c = a / 2, d > 0)

//代码3
    a = get_val();
    count_val(a);
    while (a > 0)
    {
        //业务处理
        a = get_val();
        count_val(a);
    }

//如果使用逗号表达式，改写:
    while (a = get_val(), count_val(a), a > 0)
    {
        //业务处理
    }

下标引用、函数调用和结构成员

[]下标引用操作符操作数：一个数组名+一个索引值

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。

void test1()
{
    printf("hehe\n");
}
void test2(const char *str)
{
    printf("%s\n", str);
}
int main()
{
    test1();            //实用（）作为函数调用操作符。
    test2("hello world.");//实用（）作为函数调用操作符。
    return 0;
}

访问一个结构的成员

. 结构体.成员名
-> 结构体指针->成员名

//创建一个结构体类型-struct Stu
struct Stu
{
    //成员变量
    char name[20];
    int age;
    char id[20];
};

int main()
{
    //使用struct Stu这个类型创建了一个学生对象s1，并初始化
    struct Stu s1 = {"张三", 20, "2019010305"};
    struct Stu *ps = &s1;

    printf("%s\n", ps->name);
    printf("%d\n", ps->age);
    //结构体指针->成员名

    /*printf("%s\n", (*ps).name);
    printf("%d\n", (*ps).age);*/

    /*printf("%s\n", s1.name);
    printf("%d\n", s1.age);
    printf("%s\n", s1.id);*/
    //结构体变量.成员名
    return 0;
}

表达式求值

表达式求值的顺序一部分是由操作符的优先级和结合性决定。同样，有些表达式的操作数在求值的过程中可能需要转换为其他类型。

隐式类型转换

C的整型算术运算总是至少以缺省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：

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)的操作数的字节长度一般就是int的字节长度，同时也是CPU的通用寄存器的长度。

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长度。

通用CPU（general-purpose CPU）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，表达式中各种长度可能小于int长度的整型值，都必须先转换为int或unsigned int，然后才能送入CPU去执行运算。

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：
1111111
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1
提升之后的结果是：
11111111111111111111111111111111 - 补码=反码+1
11111111111111111111111111111110 - 反码
10000000000000000000000000000001 - 原码

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

无符号整形提升，高位补0

两个整形提升的变量如何相加

char a = 3;
//00000000000000000000000000000011
//00000011 - a
//
char b = 127;
//‭00000000000000000000000001111111
//‬01111111 - b

//a和b如何相加
//00000000000000000000000000000011
//00000000000000000000000001111111
//00000000000000000000000010000010
//
char c = a + b;
//10000010 - c
//11111111111111111111111110000010 - 补码 有符号数补1，无符号数补0
//11111111111111111111111110000001 - 反码 =补码-1
//10000000000000000000000001111110 - 原码 
//-126
printf("%d\n", c);

整体提升

整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的

整形提升的例子

// 实例1:
//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
//c不发生整形提升,则表达式 c==0xb6000000 的结果是真
int main()
{
    char a = 0xb6; //10110110
    short b = 0xb600;
    int c = 0xb6000000;
    if (a == 0xb6)
        printf("a");
    if (b == 0xb600)
        printf("b");
    if (c == 0xb6000000)
        printf("c"); //C
    return 0;
}

Image text

//实例2
//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
int main()
{
    char c = 1;
    printf("%u\n", sizeof(c));  //1
    printf("%u\n", sizeof(+c)); //4
    printf("%u\n", sizeof(!c)); //1
    return 0;
}

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。

float f = 3.14;
int num = f;//隐式转换，会有精度丢失

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。

操作符优先级【越靠前，优先级越高】

操作符	描述	用法示例	结果类型	结合性	是否控制求值顺序
（）	聚组	（表达式）	与表达式同	N/A	否
（）	函数调用	rexp （ rexp ，…, rexp ）	rexp	L-R	否
[ ]	下标引用	rexp [ rexp ]	lexp	L-R	否
.	访问结构成员	lexp .member_name	lexp	L-R	否
->	访问结构指针成员	rexp ->member_name	lexp	L-R	否
++	后缀自增	lexp ++	rexp	L-R	否
–	后缀自减	lexp –	rexp	L-R	否
!	逻辑反	! rexp	rexp	R-L	否
~	按位取反	~ rexp	rexp	R-L	否
+	单目，表示正值	+ rexp	rexp	R-L	否
-	单目，表示负值	- rexp	rexp	R-L	否
++	前缀自增	++ lexp	rexp	R-L	否
–	前缀自减	– lexp	rexp	R-L	否
*	间接访问	* rexp	lexp	R-L	否
&	取地址	& lexp	rexp	R-L	否
sizeof	取其长度，以字节表示	sizeof rexp sizeof(类型)	rexp	R-L	否
(类型）	类型转换	(类型) rexp	rexp	R-L	否
*	乘法	rexp * rexp	rexp	L-R	否
/	除法	rexp / rexp	rexp	L-R	否
%	整数取余	rexp % rexp	rexp	L-R	否
+	加法	rexp + rexp	rexp	L-R	否
-	减法	rexp - rexp	rexp	L-R	否
<<	左移位	rexp << rexp	rexp	L-R	否
>>	右移位	rexp >> rexp	rexp	L-R	否
>	大于	rexp > rexp	rexp	L-R	否
>=	大于等于	rexp >= rexp	rexp	L-R	否
<	小于	rexp < rexp	rexp	L-R	否
<=	小于等于	rexp <= rexp	rexp	L-R	否
==	等于	rexp == rexp	rexp	L-R	否
!=	不等于	rexp != rexp	rexp	L-R	否
&	位与	rexp & rexp	rexp	L-R	否
^	位异或	rexp ^ rexp	rexp	L-R	否
\|\|	位或	rexp \|\| rexp	rexp	L-R	否
&&	逻辑与	rexp && rexp	rexp	L-R	是
\|\|	逻辑或	rexp \|\| rexp	rexp	L-R	是
?:	条件操作符	rexp ? rexp : rexp	rexp	N/A	是
=	赋值	lexp = rexp	rexp	R-L	否
+=	以…加	lexp += rexp	rexp	R-L	否
-=	以…减	lexp -= rexp	rexp	R-L	否
*=	以…乘	lexp *= rexp	rexp	R-L	否
/=	以…除	lexp /= rexp	rexp	R-L	否
%=	以…取模	lexp %= rexp	rexp	R-L	否
<<=	以…左移	lexp <<= rexp	rexp	R-L	否
>>=	以…右移	lexp >>= rexp	rexp	R-L	否
&=	以…与	lexp &= rexp	rexp	R-L	否
^=	以…异或	lexp ^= rexp	rexp	R-L	否
\|=	以…或	lexp = rexp	rexp	R-L	否
，	逗号	rexp ， rexp	rexp	L-R	是

问题表达式

表达式的求值部分由操作符的优先级决定。

表达式1
```
a*b + c*d + e*f
```
代码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。

计算机顺序可能是
```
a*b
c*d
a*b + c*d
e*f
a*b + c*d + e*f
    
或者：
a*b
c*d
e*f
a*b + c*d
a*b + c*d + e*f
```
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：表达式3在不同编译器中测试结果不同

int main()
{
    int i = 10;
    i = i-- - --i * ( i = -3 ) * i++ + ++i;
    printf("i = %d\n", i);
    return 0;
}

表达式4

//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
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;
}

表达式5
```
//代码5
#include <stdio.h>
int main()
{
    int i = 1;
    int ret = (++i) + (++i) + (++i);
    printf("%d\n", ret);
    printf("%d\n", i);
    return 0;
}
```
linux 环境gcc编译器 :10 4

VS2013环境下都执行 :12 4

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。

练习

题目1

#include <stdio.h>
int i;//全局变量-不初始化-默认是0。如果为局部变量为随机值
int main()
{
    i--;
    //-1
    //10000000000000000000000000000001  - 原码
    //11111111111111111111111111111110  - 反码（符号位不变，其余取反）
    //11111111111111111111111111111111  - 补码 （反码+1）
    //放在内存里是补码，但高位就不再是符号位，一个超大数
    //因为sizeof 返回的是无符号数，所以将i也转变成无符号数，i的最高位将不是符号位，而是有效位
    if (i > sizeof(i))//sizeof()-计算变量/类型所占内存的大小 >=0 无符号数
    {
        printf(">\n");//>
    }
    else
    {
        printf("<\n");
    }
    return 0;
}

题目2

int a, b, c;
a = 5;
c = ++a;// c=6 a=6
b = ++c, c++, ++a, a++;//c=7 ,c=8 ,a=7,b=7,a=8
b += a++ + c;//a=8,c=8,b=7,b=7+8+8=23,a=9   
printf("a = %d b = %d c = %d\n:", a, b, c);//9 23 8

统计二进制中1的个数【补码的二进制有几个1】

写一个函数返回参数二进制中1的个数

比如：15 00001111 4个1

主函数

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int a = 0;
    scanf("%d", &a);
    //写一个函数求a的二进制（补码）表示中有几个1
    int count = count_bit_one(a);
    printf("count = %d\n", count);
    //system("pause");//system库函数-执行系统命令-pause（暂停）
    return 0;
}

count_bit_one 法一

//13
//000000000000000000000000000001101
//-1
//100000000000000000000000000000001 原码
//111111111111111111111111111111110 反码
//111111111111111111111111111111111 补码
int count_bit_one(unsigned int n) // 无符号，解决负数
{
    int count = 0;
    while (n)
    {
        if (n % 2 == 1)
        {
            count++;
        }
        n = n / 2;
    }
    return count;
}

count_bit_one 法二

// -1
//111111111111111111111111111111111 补码 
//000000000000000000000000000000001 
int count_bit_one(int n)
{
    int count = 0;
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 32; i++)
    {
        if (((n >> i) & 1) == 1)// 每一位移到最低位，按位与1
        {
            count++;
        }
    }
    return count;
}

count_bit_one 法三（最佳，高效）

//n = n&(n-1)
//n
//13
//1101 n      count++
//1100 n-1
//1100 n      count++
//1011 n-1
//1000 n      count++
//0111 n-1
//0000 n       跳出
int count_bit_one(int n)
{
    int count = 0;
    while (n)
    {
        n = n & (n - 1);
        count++;
    }
    return count;
}

求二进制中不同位的个数

两个int (32位)的整数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

#include <stdio.h>
int get_diff_bit(int m, int n)
{
    int tmp = m^n;// ^ 按位异或同为0,相异为1
    int count = 0;
    //return count_bit_one(tmp);
    while (tmp)
    {
        tmp = tmp&(tmp - 1);
        count++;
    }
    return count;
}

int main()
{
    int m = 0;
    int n = 0;
    scanf("%d%d", &m, &n);
    int count = get_diff_bit(m, n);
    printf("count = %d\n", count);
    return 0;
}

打印二进制的奇数位和偶数位

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

#include <stdio.h>
//00000000000000000000000000001010
void print(int m)
{
    int i = 0;
    printf("奇数位：\n");
    for (i = 30; i >= 0; i -= 2)
    {
        printf("%d ", (m >> i) & 1);
    }
    printf("\n");
    printf("偶数位：\n");
    for (i = 31; i >= 1; i -= 2)
    {
        printf("%d ", (m >> i) & 1);
    }
    printf("\n");
}

int main()
{
    int m = 0;
    scanf("%d", &m);
    print(m);
    return 0;
}

Image text

交换两个变量（不创建临时变量）

不允许创建临时变量，交换两个整数的内容

临时变量

int a = 3;
int b = 5;
int tmp = 0;//临时变量
printf("before: a=%d b=%d\n", a, b);
tmp = a;
a = b;
b = tmp;

加减法-可能会溢出

int a = 3;
int b = 5;
a = a + b; //8
b = a - b; //3
a = a - b; //5

异或的方法

int a = 3; //011
int b = 5; //101
a = a^b;   //110
b = a^b;   //011
a = a^b;   //101

最近更新于 2021-02-03

操作符详解

操作符

分类

算术操作符

移位操作符 ：移动是二进制位，只能作用于整形

左移操作符 移位规则：

右移操作符 移位规则：[右移1位有除2的效果]

位操作符 : 只能作用于整数

赋值操作符

复合赋值符

单目操作符

sizeof和数组

~ 按位取反

++和–运算符

（类型）

关系操作符

逻辑操作符

条件操作符

逗号表达式

下标引用、函数调用和结构成员

表达式求值

隐式类型转换

算术转换

操作符的属性

操作符优先级【越靠前，优先级越高】

练习

题目1

题目2

统计二进制中1的个数【补码的二进制有几个1】

求二进制中不同位的个数

打印二进制的奇数位和偶数位

交换两个变量（不创建临时变量）

移位操作符：移动是二进制位，只能作用于整形

左移操作符移位规则：

右移操作符移位规则：[右移1位有除2的效果]