一篇文章带你了解C语言操作符
作者：bug 郭
操作符和表达式
我们在初始C语言已经大致了解了操作符，我们今天一起详细解剖操作符。
操作符
C语言操作符很多，但大致进行分类后，有以下几种操作符
//算数操作符 + - * / % //移位操作符 << >> //位操作符 & | //赋值操作符 = += -= *= /= ... //单目操作符 sizeof() ! ++ -- & * //关系操作符 > >= < <= == //逻辑操作符 && || //条件操作符 ?: //逗号表达式 , //其他操作符 [] () -> . ...
算数操作符
算数操作符再常见不过，
加减乘除，取余。
+ - * /操作符和我们数学上的一样。
值得注意的是
/
int c=10/3; c=10.0/3; c=10/3.0; //c结果为3 (double)c=10.0/3; //能计算出小数值
C语言中，/需要至少一个操作数为浮点数，才能使结果为浮点数，并且记得存在浮点数中。
%求余（取模）操作符
只能计算两个整型之间的结果，结果也为整型。
移位操作符
这里说的移位，指的是移动二进制位。
有左移，右移操作符。
<<左移操作符
向左移动二进制位
可以看到二进制左移后，a<<1是a的2倍，所以我们可以知道,左移一位，扩大2倍。
左移n位扩大2^n倍。
>>右移操作符
可想而知，右移操作符，也与左移效果类似，二进制位向右移动一位。
右边的二进制丢弃，右边的二进制位，并不是添像左移操作符一样添零，需要分情况讨论。
移位又分为算数移位和逻辑移位。
算数移位就是右移时，左边添加那一位是需要看二进制的符号位，添加。添加的哪一位和符号位相同。
逻辑移位就是不管左移还是右移操作，添加哪一位都是添0。
但我们需要移动一个负数时，显然逻辑移位会改变原数值得正负。
所以在一般的编译器下都采用算数移位。
可以看到右移操作原来的值缩小了2^n倍。
注意：左移和右移都要考虑移位后是否会溢出。
移位操作是针对移动正数位，
a>>-1这样移位错误，C语言未定义。
位操作符
位操作，有&（按位与） , |（按位或），^（按位异或）~(按位取反)。
位操作符顾名思义，是针对二进制位的操作，有两个操作数进行，二进制位进行操作运算。
这里我们的二进制位都是指的补码，因为一个数以补码的形式存放在内存中。
// 00000000 00000000 00000000 00100010 // 00000000 00000000 00000000 11010110 // & 00000000 00000000 00000000 00000010 // | 00000000 00000000 00000000 11110110 // ^ 00000000 00000000 00000000 11110100
| 位操作符 | 作用 |
|---|---|
& |
两操作数二进制位都为真（1）结果为真（1）否者为假（0） |
| |
两操作数二进制位为假（0）结果为假（0）否者为真（1） |
^ |
一真（1）一假（0）结果为真（1），否者为假（0） |
~ |
二进制位按位取反，1变0，0变1 |
位操作符的应用
//尝试写一下这个代码
include <stdio.h>
int main()
{
int num1 = 1; //00000000 00000000 00000000 00000001
int num2 = 2; //00000000 00000000 00000000 00000010
num1 & num2; // 00000000 00000000 00000000 00000000
num1 | num2; // 00000000 00000000 00000000 00000011
num1 ^ num2; // 00000000 00000000 00000000 00000011
return 0;
}
一道面试题小试牛刀
不创建新的变量，实现两个变量的交换。
//方法一
#include<stdio.h>
int main()
{
int a=3; // 00000000 00000000 00000000 00000011
int b=5; // 00000000 00000000 00000000 00000101
a=a^b; // 00000000 00000000 00000000 00000110
b=a^b; // 00000000 00000000 00000000 00000011
a=a^b; // 00000000 00000000 00000000 00000101
}
有趣的一道代码，利用^按位异或实现了两数的交换。
^异或操作符的性质
a^a=0;
a^0=a;
经常利用这两条性质解题，写出优秀的代码！
//方法二
#include<stdio.h>
int main()
{
int a=3;
int b=5;
a=a+b; //a=8
b=a-b; // b=3
a=a-b; // a=5
}
求一个整数存储在内存中二进制1的个数
//方法一
#include<stdio.h>
int main()
{
int n=10;
int count=0;
while(n)
{
if(n%2==1)
{
count++;
}
n>>=1;
}
printf("输入二进制位1的个数：%d",count);
}
思考上面的代码是否存在问题
当n为负数时？
可以看到程序将会一直死循环下去。
我们优化一下！
//方法二
#include<stdio.h>
int main()
{
int i=0;
int count=0;
int num=-3;
for(i=0;i<32;i++)
{
if((num>>i)&1==1) //移位并且判断最后一位是否为1
count++;
}
return 0;
}
每次都要进行32次循环，我们是否可以再次优化一下！
//方法三
#include <stdio.h>
int main()
{
int num = -1; // 10000000 00000000 00000000 00000001
//补码 11111111 11111111 11111111 11111111
int i = 0;
int count = 0;//计数
while(num)
{
count++;
num = num&(num-1);//丢弃最后一位1
}
printf("二进制中1的个数 = %d\n",count);
return 0;
}
上面这个代码是不是很神奇，一般人想不到，这就是代码的魅力！
赋值操作符
赋值操作符，我们再熟悉不过了。
我们可以通过赋值操作符，将一个变量改变成你想要的值！
#include<stdio.h>
int main()
{
int weight=180;
weight=125; //不满意可以改变
//连续赋值
int a=13,b=0,c=0;
a=b=c=6;
//连续赋值操作缺点不易调试
}
复合赋值操作符
+= -= *= /= %= …
可以看到很多复合赋值操作符
a+=2; ===> a=a+2;
a*3; ===> a=a*3;
//其他运算符一个道理
....
这边是复合赋值操作符，使用起来很简单，也很方便！
单目操作符
//单目操作符就是只有一个操作数的操作符！ + - ! sizeof() ++ -- ~ * (类型)
+ -
这里的+ -都是单目操作符，并不是算数操作符中的+-!
a=-5; //-5这里的-指的是单目操作符！
b=+5; //+5 +可以省略！
！
逻辑反操作符
while(a!=0) //这里就是！逻辑反操作符
{
count++; //a不为0count++；
}
while(!a)
{
count++; //a为0count++；
}
sizeof
是否感到很诧异，sizeof居然是操作符！
sizeof是比较特殊的一个操作符,并不是函数！
我们知道sizeof可以计算一个变量和类型的所占空间内存大小！
int main()
{
int a = -10;
int* p = NULL;
printf("%d\n", !2);
printf("%d\n", !0);
a = -a;
p = &a;
printf("%d\n", sizeof(a));
printf("%d\n", sizeof(int));
printf("%d\n", sizeof a); //这样写行不行？
printf("%d\n", sizeof int);//这样写行不行？
return 0;
}
可以看到当sizeof计算一个类型时，不添加括号，就会报错，然而计算一个变量的大小时却可以省略括号！
总结：sizeof计算类型所占内存大小时，括号不可省略。sizeof(类型),计算变量所占内存大小时，sizeof(变量)，sizeof变量
将错误更改一下，看一下运行结果！
sizeof和数组
我们知道sizeof可以计算变量的空间大小，所以我们经常通过sizeof计算一个数组的元素个数！
公式：sizeof（数组）/sizeof(数组的一个元素)
#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;
}
问：
（1）、（2）两个地方分别输出多少？
（3）、（4）两个地方分别输出多少？
我们先通过自己计算一下！
计算结果！
（1）40 （2） 40 （3）10 （4） 10
而运行结果！
可以看到，运行结果并不是那样！
我们在思考一下这个结果，为啥结果会是4?
我们明明是将数组，直接传参过去 ，而通过sizeof计算的内存大小却不是，难道我们只传参了一个地址过去？
我们调试一下，发现就是假设的这样，数组传参并没有将整个数组传参过去，而是传参了一个指针！
而我们在x86也就是32位平台下，指针所占内存空间大小为4个字节。
++ --
//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;
}
总结： 前置++,--先进行自加操作，再使用！
后置++,--先使用再进行自加操作！
关系操作符
> >= < <= == (判断是否等于) ！=（判断不等于）
这些这是基本的关系操作符！
我们已经很常见了，我们看一下关系操作符的运行结果！
可以看到，当判断结果为真是，vs用1代表真，用0代表假。
注意：我们在测试，结果是否相等时，用==而不是赋值操作符=。
逻辑操作符
逻辑操作符，有逻辑与&&，逻辑或||
当我们要测试两个表达式结果时，如果要同时满足，使用逻辑与&&只需满足其中一个表达式结果时使用逻辑或||
我们要区分逻辑操作符和位操作符按位与&,按位或|区别！
#include<stdio.h>
int main()
{
int a=3;//00000000 00000000 00000000 00000011
int b=1;//00000000 00000000 00000000 00000001
printf("%d\n",a&b);
printf("%d\n",a|b);
printf("%d\n",a&&b);
printf("%d\n",a||b);
return 0;
}
位操作符和逻辑操作符截然不同，一个是对整数的二进制进行操作，另一个是对表达式的结果进行判断！
&& 只有当两个表达式结果同时为真，结果才为真！
|| 只有当两个表达式结果同时为假，结果才为假！
逻辑表达式的特性！
#include<stdio.h>
int main()
{
int a=3,b=5,c=6,i=0;
i=a++&&++b;
printf("%d %d\n",a,b);
i=a++||++b;
printf("%d %d\n",a,b);
return 0;
}
我们可以看到，逻辑或||第二个表达式，并没有执行。
这是为什么呢！
总结： 逻辑与&&当执行到表达式结果为假，便停止执行，后面的表达式！
逻辑或||当执行到表达式结果为真，便停止执行后面的表达式！
这就是我们常说的逻辑短路特点！
条件操作符
exp1 ? exp2 : exp3
条件操作符通常由3个表达式构成！又叫（三目操作符）！
如果exp1表达式结果为真，执行exp2,否者执行exp3
可以看到与我们的判断语句if类似！
#include<stdio.h>
int main()
{
int a=5,b=3,max=0;
//if判断语句求最大值
if(a>b)
{
max=a;
}
else
{
max=b;
}
//条件表达式
a>b?max=a:max=b;
return 0;
}
可以看到条件表达式的优点，可以大大的简化代码！
逗号表达式
exp1，exp2,exp3...expN
表达式之间用,分隔开，这就是逗号表达式。
表达式特点
#include<stdio.h>
int main()
{
int a=2,b=3,c=5;
int i=(a++,b++,c);
printf("a=%d b=%d c=%d i=%d",a,b,c,i);
return 0;
}
可以看到表达式i=(a++,b++,c);结果i=5也就是最后一个表达式c的值。
逗号表达式运算特点：
表达式从左往右依次计算，最后一个表达式的值，便是整个逗号表达式结果的值！
其他操作符
[]下标引用操作符 （）函数调用操作符 . ->结构成员访问操作符
[]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。
既然是两个操作数，那么两个操作数可以交换位置吗？
可以看到arr[9]等价9[arr]
但是我们并不介意用9[arr]
()函数调用操作符
( ) 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;
}
. :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;
}
总结
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