史上最强C语言教程----操作符详解

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1、操作符分类

2、算术操作符

3、移位操作符

3.1 左移操作符

3.2 右移操作符 

4、位操作符

5、赋值操作符

赋值操作符

复合赋值符

6、单目操作符

6.1 单目操作符介绍

6.2 sizeof 和数组

7、关系操作符

8、逻辑操作符

9、条件操作符

10、逗号表达式

11、下标引用、函数调用和结构成员

  1. [ ] 下标引用操作符

  2. ( ) 函数调用操作符

  3. 访问一个结构的成员

12、表达式求值

12.1 隐式类型转换

12.2 算术转换

12.3 操作符的属性

1、操作符分类

  • 算术操作符
  • 移位操作符
  • 位操作符
  • 赋值操作符
  • 单目操作符
  • 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

2、算术操作符

    •  
  •  -  
    •  
  • /  
  • %

注意：

  1. 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。
  2. 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。
  3. % 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。

3、移位操作符

  • << 左移操作符

  • 右移操作符    

注：移位操作符的操作数只能是整数。

3.1 左移操作符

移位规则：左边抛弃、右边补0

3.2 右移操作符 

移位规则：

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

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

4、位操作符

位操作符有：

  • & //按位与
  • | //按位或
  • ^ //按位异或

注：他们的操作数必须是整数。

此处有许多相关的练习题，相关的练习题之前已经发过相关的博客且过程极其详细，此处就不再一一赘述，下面是之前的链接

位操作符相关的面试题

5、赋值操作符

赋值操作符

赋值操作符是一个很棒的操作符，他可以让你得到一个你之前不满意的值。也就是你可以给自己重新赋值。

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

这样的代码感觉怎么样？
那同样的语义，你看看：
x = y+1;
a = x;
这样的写法是不是更加清晰爽朗而且易于调试。所以我们并不推荐连续赋值！

复合赋值符

  • +=
  • -=
  • *=
  • /=
  • %=

  • =

  • <<=
  • &=
  • |=
  • ^=

这些运算符都可以写成复合的效果。

比如：

int x = 10;
x = x+10;
x += 10;//复合赋值
//其他运算符一样的道理。这样写更加简洁。

6、单目操作符

6.1 单目操作符介绍

  • !           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

6.2 sizeof 和数组

#include <stdio.h>
void test1(int arr[])
{
	printf("%d\n", sizeof(arr));//(2)
}
void test2(char ch[])
{
	printf("%d\n", sizeof(ch));//(4)
}
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	char ch[10] = { 0 };
	printf("%d\n", sizeof(arr));//(1)
	printf("%d\n", sizeof(ch));//(3)
	test1(arr);
	test2(ch);
	return 0;
}

下面是输出结果：

代码分析：

40是整个数组所有元素的大小，数组arr总共是有10个整型元素，所以数组所占字节数是10*4 = 40个字节。

同理，10是因为ch数组总共有10个字节型元素，所以数组所占的字节数是10*1 = 10个字节。

根据前面所学的知识，arr和ch都是数组名，类型均为指针类型，而指针所占的字节大小只于我们配置的管理器有关，此处是选择的X86，即32位，而每8位是一个字节，所以是有4个字节。

//++和--运算符
//前置++和--
#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 10;
    int x = ++a;
    //先对a进行自增，然后对使用a，也就是表达式的值是a自增之后的值。x为11。
    int y = --a;
    //先对a进行自减，然后对使用a，也就是表达式的值是a自减之后的值。y为10;
    return 0;
}
//后置++和--
#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 10;
    int x = a++;
    //先对a先使用，再增加，这样x的值是10；之后a变成11；
    int y = a--;
    //先对a先使用，再自减，这样y的值是11；之后a变成10；
    return 0;
}

7、关系操作符

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，导致的错误。前者是关系运算符，而后者是赋值运算符。

8、逻辑操作符

逻辑操作符有哪些：

  • &&     逻辑与
  • ||        逻辑或

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

9、条件操作符

exp1 ? exp2 : exp3

练习：

temp = (x>y?x:y)  //取x和y中的较大值，并将较大值赋值给temp

10、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。

练习：

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

首先执行a>b，对程序没有任何的影响，然后执行a = b+10,执行后a的值变为12，然后是a，程序依旧没有任何影响，然后是b = a + 1,执行后b的值为13，因为前面a的值已经变为12了，所以12+1就变为13了，此时c的值等于最后这个表达式的值，即13，即程序运行后，a的值为12，b的值为13，c也是13。

程序相应的进行输出后也验证了我们的计算！ 

在做逗号表达式的题目时需要注意一点，一般只有赋值运算才会改变变量的值！其它操作一般不会引起变量的值的改变。

11、下标引用、函数调用和结构成员

1. [ ] 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。

2. ( ) 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。

#include <stdio.h>
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 bit.");//实用（）作为函数调用操作符。
	return 0;
}

3. 访问一个结构的成员

  • .            结构体.成员名
  • ->         结构体指针->成员名
#include <stdio.h>
struct Stu
{
	char name[10];
	int age;
	char sex[5];
	double score;
};
void set_age1(struct Stu stu)
{
	stu.age = 18;
}
void set_age2(struct Stu* pStu)
{
	pStu->age = 18;//结构成员访问
}
int main()
{
	struct Stu stu;
	struct Stu* pStu = &stu;//结构成员访问

	stu.age = 20;//结构成员访问
	set_age1(stu);

	pStu->age = 20;//结构成员访问
	set_age2(pStu);
	return 0;
}

12、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。

12.1 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：

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。

//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。

如何进行整体提升呢？

整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的

//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
//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

整形提升的例子:

//实例1
int main()
{
	char a = 0xb6;
	short b = 0xb600;
	int c = 0xb6000000;
	if (a == 0xb6)
		printf("a");
	if (b == 0xb600)
		printf("b");
	if (c == 0xb6000000)
		printf("c");
	return 0;
}

实例1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.

所以程序输出的结果是:

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

实例2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

所以程序的输出结果是：

不过要注意一个特殊情况：

** 即在变量的前面进行！运算后用sizeof对其求大小时并没有发生改变！**

12.2 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

12.3 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

虽然我们已经直到了操作符的优先级和结合性，但是仍然会有一些我们无法确定结果的表达式，为了防止出现这种表达式，我们可以使用()来使表达式按照我们想要运算的顺序进行运算！这是菲方重要的，也是作为一个良好的程序员一定要知道并且经常使用的，虽然有时候这个()并不是那么的必要，因为默认的优先级顺序已经使表达式按照我们想要进行的顺序进行运算了，但是代码的可读性却不是那么好了，因为讲真的上面的这些顺序太难记了，我们在写代码时，更好的方法是通过()来进行划分，方便自己后续查看代码以及别人查看我们的代码，我们想要表达的意思也一目了然！

结论：我们写出来的正确的代码应该是在上面的优先级顺序和结合性下应该有唯一的运算路径，并且能够得到唯一的运算结果！ 如果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。

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