c语言操作符详解

前言：

在写完三子棋和扫雷后，我们接着开始新的知识，操作符时c语言中必不可少的角色，运用好可以大大简化代码

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

+    -   *   /   %

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。

2. 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。

3. % 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。

2.1例

int main()
{
int a = 5 / 2;
int b = 5 % 2;//取模
double c = 5 / 2.0;
printf("a=%d\n",a);
printf("b=%d\n", b);
printf("c=%lf\n",c);
return 0;
}

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。

3.1左移操作符

移位规则：

左边抛弃、右边补0

//左移
int main()
{   
//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101原码   5
//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101反码
//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101补码
//左移后
//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010补码  10
int a = 5;
int b = a << 1;//b=10
printf("%d\n",b);
return 0;
}

3.2 右移操作符

移位规则：

首先右移运算分两种：

3.2.1 逻辑移位

左边用0填充，右边丢弃

3.2.2 算术移位

左边用原该值的符号位填充，右边丢弃

//右移操作符
int main()
{
//int a = -1;//b=-1
int a = 16;//b=8
int b = a >> 1;
printf("%d\n", b);
return 0;
}

int main()
{
int a = -1;//b=-1
//1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001原码
//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110反码
//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111补码
int b = a >> 1;
printf("%d\n", b);
return 0;
}

3.3 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;//error

4. 位操作符

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。

4.1 练习1

//按位与，或,异或
int main()
{
int num1 = 1;//0001
int num2 = 2;//0010
int a = num1& num2;//0000
int b = num1 | num2;//0011
int c = num1^ num2;//0011
printf("%d\n",a);//0
printf("%d\n", b);//3
printf("%d\n", c);//3
return 0;
}

4.2 练习2

//按位与，或,异或
int main()
{
int a = 3;
int b = 5;
int c = a & b;
int d = a | b;
int e = a ^ b;
printf("%d\n", c);
printf("%d\n", d);
printf("%d\n", e);
return 0;
}

4.3 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

这题非常灵活，结合位操作符

4.3.1普通统统方法

加减法，显然这样还是太low了

//不创建临时变量交换两个数的值
//加减法
int main()
{
int a = 3;
int b = 5;
a = a + b;
b = a - b;
a = a - b;
printf("after:a=%d b=%d", a, b);
return 0;
}

4.3.2 异或法

两个数异或后的值 在 和任意的一个值异或一定的另一个值

即 a^b=c  c^a=b

//异或法
int main()
{
int a = 3;//0011    3
int b = 5;//0101    5
a = a ^ b;//0110    6  注意此时的a的值为6时计算时产生的中间值
b = a ^ b;//0011    3  注意此时b的值已经改变
a = a ^ b;//0101    5  注意此时a的值已经改变
printf("after:a=%d b=%d", a, b);
return 0;
}

4.4 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。

4.4.1方法1

解释%2能统计内存中的二进制中1的个数的原因，举例3=011，一般最外面的1就是余数，我们在%2后就得到的 最外面的1 然后在/2取整数就是去掉最外面的1，然后倒数第二个里面的1就变成了最外面的1了周而复始

注意此方法有bug如果num为-1呢

int main()
{
int num = 10;//1010
int count = 0;//计数

while (num)
  {

if (num % 2 == 1)
count++;
num = num / 2;
  }
printf("二进制中1的个数 = %d\n", count);
return 0;
}

4.4.2 方法2

运用右移操作符和&操作符，因为每右移一位，可以和1进行&运算，&运算取1的特点是只有都为1时结果才为1 即1&1=1，这样可以避免掉0的干扰

int main()
{
int num = 0;
scanf("%d",&num);
int i = 0;
int count = 0;
for (i = 0; i < 32; i++)
  {
if ((num >> i & 1) == 1)
    {
count++;
    }
  }
printf("%d\n", count);
return 0;
}

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。

6.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

6.2 代码演示

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？  行
printf("%d\n", sizeof int);//这样写行不行？
return 0;
}

这里注意操作符非！ 举例 a=10  !a=0     b=0  !b=1      c=1   !c=0

//单目操作符  !
int main()
{
int a = 0;
if (a)
  {
printf("你好\n");
  }
if (!a)
  {
printf("大家好\n");
  }
return 0;
}

6.3 按位取反操作符

//按位取反操作符  ~    18
int main()
{
int a = 11;
a = a | (1 << 2);//0001--->0100 | 1011=1111  即 15
printf("%d\n",a);

a = a & (~(1 << 2));//~(1 << 2) 就是1011&1011 即1011

printf("%d\n",a);
return 0;
}

6.4 sizeof 和 数组

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

6.4.1 一个计算代码（有坑）

sizeof中的表达式是不参与运算的

//一个计算代码（有坑）
int main()
{
short s = 0;
int a = 10;
printf("%d\n",sizeof(s = a + 5));//2  短整型
printf("%d\n",s);//a+5仅仅是一个摆设不参与运算所以为0
return 0;
}

6.4.2 案例1

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？

void test1(int arr[])
{
printf("%d\n", sizeof(arr));//(2)  4
}
void test2(char ch[])
{
printf("%d\n", sizeof(ch));//(4)    4
}
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;
}

6.4.3 案例2

int main() {
int a = 10;
char c = 'r';
char* p = &c;
int arr[10] = { 0 };
//sizeof计算变量所占内存空间的大小，单位是字节
printf("%d\n", sizeof(a));//4
printf("%d\n", sizeof (int));//4

printf("%d\n", sizeof(c));//1
printf("%d\n", sizeof(char));//1

printf("%d\n", sizeof(p));//4  指针大小只取决于计算机地址线位数  有的是4有的是8
printf("%d\n", sizeof(char*));//4

printf("%d\n", sizeof(arr));//40
printf("%d\n", sizeof(int [10]));//40
}

6.5 前置或者后置的++ --

总结一句话：后置++是先使用再++  前置++是先++再使用，--同理

//++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

逻辑操作符有哪些：

&&     逻辑与
||          逻辑或

区分逻辑与和按位与

区分逻辑或和按位或

1&2----->0
1&&2---->1
1|2----->3
1||2---->1

特点：a&&b 当a和b都为真时才为真 当a位假时后面的b便不再运算   a||b  a或b任意一个为真即为真  当a为真时后面的b便不再运算

8.1 360笔试题

非常”狡猾“的题记住真理 a&&b 当a和b都为真时才为真 当a位假时后面的b便不再运算   a||b  a或b任意一个为真即为真  当a为真时后面的b便不再运算

//360面试计算
int main()
{
int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
//i = a++ && ++b && d++;
//printf("%d%d%d%d\n",a,b,c,d);//1234因为a++为0假，所以后面的++b，d++就不会继续运算了
i = a++ || ++b || d++;
printf("%d%d%d%d\n", a, b, c, d);//1334因为a++为0假，后面++b要算a++||++b=1真，后面的d++就不用算了
return 0;
}

9.条件操作符

exp1 ? exp2 : exp3

9.1 练习

1.
if (a > 5)
b = 3;
else
b = -3;
转换成条件表达式，是什么样？
2.使用条件表达式实现找两个数中较大值

//条件表达式exp1 ? exp2 : exp3
int main() 
{
int a = 0;
printf("请输入a的值=");
scanf("%d", &a);
int b = a > 5?3 : -3;
printf("%d\n",b);
return 0;
}

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。

//逗号表达式
int main()
{
//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？
printf("%d\n", c);//13

return 0;
}

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