一文详解C语言操作符
一、基础篇
1.算数操作符
+ - * / % += -= *= /= 这些操作符是我们编程时候最常用的几个算数操作符
+ - * 等算数操作符就不用再多说了,与正常的数学用法相同,下面是一些常用但是初学者可能不太容易把握、易错的算数操作符
(1)/ 操作符
/:除法,除法在C语言中分为整数除法和浮点数除法
整数除法:/d的两个操作数都为整数,计算方法是向下取整
得到的结果为
浮点数除法:储存值的变量必须是浮点数, 两个操作数中至少有一个为浮点数,但除数或者被数不一定要用浮点数存储,只需要在计算时进行转化即可
%.nlf也可以使结果自动四舍五入保留n位小数
(2)%取余操作符
取余运算符得到的是余数,但取余操作符的两个操作数都要为整数
c的值就等于8除以3的余数 2
(3) += -= *= /=操作符
直接举例子:
a+=2就等同于a=a+2,将a的值加2再赋值给a
a-=2就等同于a=a-2,将a的值减2再赋值给a
*=、/=也是相同的道理
2.单目操作符
单目操作符,顾名思义,单目,就是操作数只有一个的操作符
(1)! 操作符
! 逻辑反操作,将真变为假,将假变为真
在逻辑定义中,0表示假,非0则表示真
在这段代码中,先给i赋初值0,然后在while判断是否进入循环时,!0就是真,进入循环,但为了防止死循环,我们加上一个限制条件,保证只打印5次
同样,如果while判断条件只有一个0时,则说明为假,不进入循环,打印0次
(2)sizeof 操作符
sizeof(类型名);sizeof()返回无符号的所计算的对象或者类型所占空间的大小,单位是字节
sizeof经常也用来计算数组元素的个数
(3)~操作符
~:按位取反操作符,对二进制位进行按位取反,将二进制补码每一位的0变1,1变0。注意,是对补码进行操作,负数要先将原码变为补码,同时取反得到的也是补码,看结果还得再变为原码
从图中可以看出,0在按位取反后应该是 -1,同样,在编译器上验证
(4)++、--操作符
前置++,前置--:先将变量+1或者-1,再作为表达式的值使用(先++,再使用)
后置++,后置--:先将变量的值作为表达式使用,再将变量+1或者-1(先使用,再++)
用上面的口诀想起来就容易多了
(5)& 取地址操作符
&:取出某个变量、数组、函数等的地址,在比价复杂的代码中,我们经常用指针进行操作,&操作符就可以取出地址赋值给指针变量
(6)* 间接访问操作符
间接访问操作符,也称解引用操作符,操作数是地址或指针,可以通过对地址的解引用,找到地址中存储的变量,对变量进行间接操作
(7)()强制类型转化
():将一种数据类型的变量强制转化为另一种数据类型
如参数需要一个无符号的整形变量,而你目前所有的是一个整形变量啊,就可以通过强制类型转化转化为组符号的整形,这个经常用于函数参数的优化部分
如:(unsigned int)a 即可将a转化为无符号的整形,同样,强制类型转化尽量要遵守由低到高转化,否则,也会丢失精度
3.逻辑操作符
&& 逻辑与 操作符:“同时都要满足”
|| 逻辑或 操作符:“满足其中一个即可”
1&&2---->1 0&&1----->0
1||2 ---->1 0||1----->1
1表示真,0表示假
例:找出1000---2000之间的闰年
闰年:如果year能够被4整除,并且不能被100整除,则year是闰年。或者如果year能够被400整除,则year是闰年,判断闰年就恰好用到了这两个操作符
int year = 0; for (year = 1000; year < 2000; year++) { if ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0) //判断闰年 printf("%d ", year); }
逻辑操作符这里有一个超级易错点
对于&&来说,如果表达式左边为0,则说明在逻辑上已经为假了,那么右边全部的表达就不再进行计算,也不执行。
int i = 0,a=0,b=2,c =3,d=4; i = a++ && ++b && d++; printf("a = %d\n b = %d\n c = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
a++;---->是先将a的值使用,在对a加1。刚使用的表达式a的值为0,并且在&&的左边,所以后面++b,d++不再计算。
同样,对于||来说,如果表达式左边为非0则说明在逻辑上已经为真了,那么右边全部的表达就不再进行计算,也不执行。
int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4; i = a++||++b||d++; printf("a = %d\n b = %d\n c = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
a++这个表达式的值为0,继续执行,但是++b的值为3,在||操作符的左边,并且在逻辑上已经为真了,所以后面的d++不再计算
4.条件操作符
条件操作符是C语言中唯一一个三目操作符
表达式1如果为真,即计算表达式2,同时表达式2的结果就是三目操作符的运算结果
表达式2如果为假,即计算表达式3,同时表达式3的结果就是三木操作符的运算结果
也可以在编译器里面运行来验证
int a = 0, b= 3, max1 = 0,max2; if (b > a) max1 = b; else max1 = a; //等同于 max2 = (b > a) ? b : a; printf("%d %d", max1, max2);
运算结果当然是max1=3 max2=3
5.逗号表达式
逗号表达式,就是用逗号隔开的多个表达式。里面的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。
int a = 1; int b = 2; int c = (a>b, a=b+10, a, b=a+1)
从左向右一次算a=b+10=12 ; b=a+1=13;然后将这个逗号表达式整体的值(即b=a+1)赋给变量c
即 c=13;
需要注意的是逗号表达式的每一个表达式都必须从左向右依次计算
6.下标引用,函数调用和结构体成员访问
(1)下标引用操作符[]
arr[2]=2;//将2赋值给arr[2]
[ ]就是下标引用操作符,arr和2是[ ]的两个操作数,arr为数组名,2为索引值
(2)函数调用操作符()
()可以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,函数传参可以传多个参数
(3)结构体访问操作符.->
用法:
结构体变量.结构体成员
结构体指针变量->结构体成员
#include <stdio.h> struct Stu { char name[10]; int age; char sex[5]; double score; }; void set_age1(struct Stu stu) { stu.age = 18;//结构体变量访问结构体成员 } void set_age2(struct Stu* pStu) { pStu->age = 18;//结构体指针变量访问结构体成员 } int main() { struct Stu stu; struct Stu* pStu = &stu; 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; }
7.关系操作符
>
>=
<
<=
== 用于测试“相等”
!= 用于测试“不相等”
二、进阶篇
1.二进制
(1)二进制的计算
(2)二进制的存储
2.移位操作符
移位操作符移动的是二进制的补码,且操作数只能为整数
<< 左移操作符:将二进制位整体向左移动,左边丢弃,右边补零
图为将-15左移1位
>> 右移操作符:将二进制位整体向右移动,右边丢弃,左边补符号位
图为将-15右移一位
负数学会了,整数就更简单了,因为整数的原码,反码,补码都一样,不用互相转化
3.位操作符
位操作符的操作数必须为整数
& 按位与: a&b 对应的二进制补码 :有0则为0,同时为1才为1
| 按位或: a|b 对应的二进制补码 :有1则为1,同时为0才为0
^ 按位异或: a^b 对应的二进制补码 :相同为0,不同为1
实例1:不创建第三个变量,实现两个整数的交换
方法1:
int a = 2; int b = 3; 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", a, b);
这种方法在一般情况下可以,但是当a,b非常大时,a+b可能会超过存储范围(长度大于整形)
方法2:用按位异或计算
int main() { int a = 2; int b = 3; 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", a, b); return 0; }
在解释原因前,先演示一下按位异或的几个规则
a^a=0 详细看图
a^0=a 详细看图
a^b^a=a^a^b,即按位异或运算满足交换律 详细看图
解释一下原因:a=a^b,然后 b= (a^b) ^b =a^0=a,即实现了将a的值赋给了b
同样:a=a^b,然后a=(a^b)^a=a^a^b=0^b=b,即实现了将b的值赋给了a
实例2:求一个整数存储在内存中的二进制中1的个数
一个数&1可以得到它的最低位(详细参考按位与操作符图解),如果a&1==1,说明a的最低位是1如果a&1==0,说明a的最低位是0,那么思路就清晰了,只需要将a的二进制位多次右移,每次右移后&1得到它的最低位,判断是否为1,为1的话,计数器就++,将32个二进制位尽皆遍历,即可知道共有多少个1
int main() { int a = 31;//5个1 int i = 0; int count = 0; for (i = 0; i < 32; i++) { if (a & 1 == 1) //说明a的最低位是1 count++; a >>= 1; } printf("%d", count); }
三、同一操作符的不同类型操作数之间的转化
例如:将整形3存到浮点型变量中,没问题。但是,将一个浮点型的数字存到一个整形变量中去,就可能会出现精度丢失问题。这些转化需要我们在写代码的时候自行完成
四、操作符的优先级
C语言操作符的优先级
优先级 | 运算符符号 | 名称或者含义 |
---|---|---|
1 | []、().-> | 数组下标引用、圆括号、结构体访问 |
2 | -、(类型)、++、--、*、&、!、~、sizeof | 负号、强制类型转化、自加、自减、解引用、取地址、逻辑非、按位取反、siaeof |
3 | /、*、% | 除号、乘号、取模 |
4 | +、- | 加、减 |
5 | <<、>> | 左移、右移 |
6 | >、>=、<、<= | 大于、大于等于、小于、小于等于 |
7 | ==、!= | 等于、不等于 |
8 | & | 按位与 |
9 | ^ | 按位异或 |
10 | | | 按位或 |
11 | && | 逻辑与 |
12 | || | 逻辑或 |
13 | ?: | 条件(三目)运算符 |
在使用这张表时需仔细核对运算符的符号和名称,但在大多数情况下,我们选择直接将需要优先计算的用圆括号括起来,不过最基本的顺序还是得知道的,总不能一份代码到处都是圆括号吧。
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