初探C语言|C语言中有哪些操作符呢？

文章目录

前言
- 算术操作符
- - 示例
- 移位操作符
- - 原码,反码与补码
  - - 正数
    - 负数
    - - 计算
  - 左移<<
  - 右移>>
- 位操作符
- - 例题
- 赋值操作符
- 单目操作符
- - `sizeof` 操作符
- 关系操作符
- 逻辑操作符
- - 短路现象
- 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
- - 算术转换
  - 操作符属性

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前言

本篇文章将深入探讨 C 语言中的各种操作符，包括算术操作符、移位操作符、位操作符等，帮助大家更好地理解和使用这些操作符。

算术操作符

C语言中的基本算术操作符包括：+、-、*、/ 和 %。

加法 (+)、减法 (-)、乘法 (*)、除法 (/)、取余 (%) 都可以作用于整数和浮点数。
除法 (/)：如果两个操作数都是整数，则执行整数除法；如果有一个操作数为浮点数，则执行浮点除法。
取余 (%)：仅适用于整数，返回整除后的余数。

示例

int a = 5, b = 2;
printf("a / b = %d\n", a / b);  // 输出: 2
printf("a %% b = %d\n", a % b); // 输出: 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。
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。

移位操作符

C语言提供了两种移位操作符：左移 (<<) 和右移 (>>)。

左移 (<<)：将操作数的位向左移动，右边用零填充。
右移 (>>)：将操作数的位向右移动，左边填充根据操作数的符号位（算术移位）或零（逻辑移位）。

注意：移位操作符只适用于整数类型

相信大家还有点懵，无妨，我们来看看原理。

原码,反码与补码

原码、反码和补码是2进制的表示形式

正数

正数的原码、反码、补码是相同的

int a = 10;
//	//00000000000000000000000000001010 - 原码

//	//00000000000000000000000000001010 - 反码

//	//00000000000000000000000000001010 - 补码

负数

负数的原码、反码、补码要经过计算的

计算

原码->反码:符号位不变,其余取反
反码->补码:+1
补码->原码:先取反(符号位不变)再+1(或先-1再取反（符号位不变）)

注意：符号位为第32位

int a = -10;
//	//10000000000000000000000000001010 - 原码

//	//11111111111111111111111111110101 - 反码

//	//11111111111111111111111111110110 - 补码

//

//	//11111111111111111111111111110110 - 补码

//	//10000000000000000000000000001001

//	//10000000000000000000000000001010 - 原码

左移<<

内存中存储的起始是：补码的二进制
所以在参与移位的时候，移动后都是补码

移位规则：

左边抛弃、右边补0

注意：不管怎么移，符号位的值永远不变。
在这里插入图片描述

右移>>

移位规则：

右移运算分两种：

逻辑移位
左边用0填充，右边丢弃
算术移位
左边用原该值的符号位填充，右边丢弃

取决于编译器，算术移位是更常见的，VS，DEV，VC++，gcc等等。

位操作符

&//按位与：有0则为0，全1才为1
|//按位或：有1则为1，全0才为0
^//按位异或：相同则为1，相异则为0

注意：操作数必须为整数
异或^符合结合律

例题

不能创建临时变量，实现两数交换

#include <stdio.h>

int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
a = a^b;
b = a^b;
a = a^b;
printf("a = %d b = %d\n", a, b);
return 0;
}

这个代码看似简洁，实则并不好。
1.可读性差，对读者并不友好。
2.时间复杂度和空间复杂度都不如创建临时变量更优。
平时实现需要交换两个数时，推荐使用临时变量。

另外还有一种解法：

#include<stdio.h>

int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
a = a + b;
b = a - b;
a = a - b;
printf("a = %d b = %d\n", a, b);
return 0;
}

赋值操作符

+=

-=

*=

/=

%=

>>=

<<=

&=

|=

^=

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

这样写更加简洁

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)

(type)       强制类型转换

`sizeof` 操作符

关于sizeof，可以求变量（类型）所占空间的大小,其返回值类型为size_t,用%zd

int a = 10;
printf("Size of a: %zd bytes\n", sizeof(a));

关系操作符

>

>=

<

<=

!= 用于测试“不相等”

== 用于测试“相等”

注意：== 用于测试相等，= 为赋值操作符，二者不可混淆。

逻辑操作符

逻辑操作符用于逻辑判断：

&&     逻辑与

||     逻辑或

短路现象

来看一道题：

360笔试题
程序输出的结果是什么？

#include <stdio.h>

int main()
{
int i = 0,a=0,b=2,c =3,d=4;
i = a++ && ++b && d++;
//i = a++||++b||d++;
printf("a = %d\n b = %d\n c = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
return 0;
}

在这里插入图片描述

为什么呢？

在逻辑与中，左边的表达式为假时，程序就不再继续判断右边表达式了，直接进入下一条语句。
同样的，在逻辑或中，左边的表达式为真时，程序就不再继续判断右边表达式了，直接进入下一条语句。
即

逻辑与 (&&)：如果左边表达式为假，则右边表达式不再计算。
逻辑或 (||)：如果左边表达式为真，则右边表达式不再计算。
这就是短路。

条件操作符

条件操作符（?:）是一个三目运算符，格式为：

exp1 ? exp2 : exp3

当 exp1 为真时，结果为 exp2，否则为 exp3。

举个例子

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

转换成条件表达式，是什么样？

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

逗号表达式

exp1,exp2,exp3,…expN

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。
但最后一个表达式的结果受前面的表达式影响。

int a = (1, 2, 3);  // a 赋值为 3

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

( ) 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。

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;
}