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C语言操作符详解

zyb-绝世剑仙纪宁 2024-06-17 10:19:17

简介C语言操作符详解

你看，前方的景色更美！

本专栏C语言学习专题适用于有一定C语言基础并且还要继续学习的人

往期回顾：

文章质量在努力提高中...

本文将介绍C语言中常用的操作符及其用法，并有大量图解供大家参考和学习，非常详细

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
 b = %d
 c = %d
d = %d
", 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
 b = %d
 c = %d
d = %d
", 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
", 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
", 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