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🥰本文专栏：《C语言深度解剖》
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学习各种操作符之前，先说一个重要的基础知识：
整数在内存中存储的是补码，对整数的二进制位的各种操作其实 是对内存中的二进制补码进行操作，而打印出来，“拿出来用的时候”是以原码的形式。
正数的原反补一样；负数的原码、反码、补码的相互转换方式：
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
+ - * / %- 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。而分子或分母只要一个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。
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。
移动的是二进制位 移位操作符不会改变原来的变量 。
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 = 10;
num >> -1;//error4. 位操作符（难点）
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。& 按二进制位与
二进制位相&的时候，其中一个二进制为0，结果则为0，两个同时为1，才为1
| 按二进制位或
二进制相 | 的时候，其中一个二进制为1，结果则为1，两个同时为0则为0
^ 按二进制位异或
两个二进制位 相同为0，相异为1
这里对于异或运算有一个重要的秘诀：
- 两个相同的数异或 = 0，a ^ a = 0
- 任意一个数与0异或 = 这个数本身，a ^ 0 = a
- 异或操作支持交换律
练习一下：
#include <stdio.h>
int main()
{
int num1 = 1;
int num2 = 2;
printf("%d",num1 & num2); // 0
printf("%d",num1 | num2); // 3
printf("%d",num1 ^ num2); // 3
return 0;
}一道变态的面试题：
- 不能创建临时变量（第三个变量），实现两个数的交换。
这里就运用了上述的异或秘诀
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
a = a ^ b;
b = a ^ b; // a^b ^b (a)
a = a ^ b; // a^b ^a (b)
printf("a = %d b = %d\n", a, b); // 10 20
return 0;
}其实还有一种不交换变量的方法，相互加减法：
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 10, b = 20;
a = a + b;
b = a - b; // 等价于a + b - b ->结果b = 原先的a
a = a - b; // 等价于a + b - a ->结果a = 原先的b
printf("a = %d b = %d\n", a, b); // 输出a = 20 b = 10
return 0;
}下面是我自己总结的一些关于位运算符常出现题目的背后解题原理！
后面出几个非常优质经典的题目，根据上面的原理，大家学会融会贯通。
练习：
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。🌟🌟🌟
上面三种方法都可以，好好思考每一种如何实现的，建议举一个数试一试。
5. 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。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) 强制类型转换一个小技巧：～x的结果 = -x-1
关于sizeof其实我们之前已经见过了，可以求变量（类型）所占空间的大小
下面再演示一个例子，认真看是如何计算的：
6.2 sizeof 和 数组
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？
#include <stdio.h>
void test1(int arr[])
{
printf("%d\n", sizeof(arr));//(2) 4或者8
}
void test2(char ch[])
{
printf("%d\n", sizeof(ch));//(4) 4或者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);
test2(ch);
return 0;
}//++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”
这些关系运算符比较简单，没什么可讲的，但是我们要注意一些运算符使用时候的陷阱。
警告： 在编程的过程中== 和=不小心写错，导致的错误。
8. 逻辑操作符
逻辑与和或的特点:
360笔试题
9. 条件操作符
exp1 ? exp2 : ex p3
若表达式exp1成立，则整个条件表达式返回exp2的结果，否则返回exp3的结果.
这意味着只有 exp1或 exp3中的一个会被计算，另一个则会被忽略。
练习：
1.下面代码转换成条件表达式，是什么样？
if (a > 5)
b = 3;
else
b = -3;
2.使用条件表达式实现找两个数中较大值。1：
b = (a > 5) ? 3 : -3;
2.
max = (x > y) ? x : y;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。
//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是多少？
答案：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
}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（重难点）
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默认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。（即char类型或者short类型进行运算的时候会被转换为int类型进行计算，提高精度）
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。
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。
如何进行整形提升呢？ （重点）
整形提升是按照变量数据类型的符号位来提升的。
请认真研读下面这张图片以及右侧的例子。
整形提升的例子:
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.
所程序输出的结果是:c
//实例2
#include <stdio.h>
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.
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。
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。
- 操作符的优先级
- 操作符的结合性
- 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
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