【C语言】操作符

2024-01-09 16:49:24

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
  • 逗号操作符
  • 下标引用、函数调用和结构成员操作符

算术操作符

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  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。

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移位操作符

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请注意:移位操作符移动的是二进制位的补码。

?:移位操作符的操作数只能是整数,不要移动负数位,这个是标准未定义的。

 int num = 10;
 num>>-1;         //error

左移操作符

移位规则:左边抛弃、右边补0。并且被操作数在没有被重新赋值的情况下,自身的值并不会被 << 操作符影响。

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右移操作符

右移运算有两种规则:

  1. 算术右移: 右边丢弃、左边补原来的符号位。
  2. 逻辑右移:右边丢弃、左边补0。

但就目前来看大多数情况下都是算术右移。
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位操作符

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请注意:这里的位指的是二进制位,且操作数必须是整数。

  1. &:对应的二进制位上有0,按位与的结果就为0。在这里插入图片描述
  2. | :对应的二进制位上有1,按位或的结果就为1。
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  3. ^ :对应的二进制位相同为0,相异为1。
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赋值操作符

赋值操作符支持连续赋值,虽然VS编译器支持给变量连续赋值,但为了代码清晰爽朗,还是推荐大家一步一步进行赋值。
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复合赋值符

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单目操作符

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单目操作符介绍

  1. 逻辑反操作符:!(!常被用来调整判断条件。)
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  2. 取地址操作符:& 和 解引用操作符:* (& 常被用来获取变量和数组的地址。)
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  3. 按位取反操作符:~ (~ 将二进制位按位取反,包括符号位。)
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    按位取反后,请注意符号位的值:
  • 若为1:说明按位取反后是个负数继续补码转换为原码。
  • 若为0:说明按位取反后是个正数,补码即原码。
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  1. 前置++和后置++
  • 后置++:先对a先使用,再增加。
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  • 前置++:先对a进行自增,然后再使用。
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  1. 强制类型转换操作符:(类型) (强制类型转换只是将变量的类型临时改变成了所需要的类型的值,对变量来说并不是真的改变了它的类型)
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sizeof 和 数组

  1. sizeof 可以求 变量/类型 所占空间的大小。
  2. sizeof 后是类型,类型旁边的括号不能省略;sizeof后面是变量名,括号可以省略。
  3. sizeof 可以计算数组的大小

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关系操作符

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? 特别小心==和=的使用,前期写代码我总是在这里出错

逻辑操作符

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这里注意区分&&(逻辑与)、&(按位与)、| |(逻辑或)和 |(按位或)。

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  1. 逻辑与操作符(&&)左右两端表达式结果都为真,算出的结果就为真。
  2. 逻辑或操作符(| |)左右两端表达式结果都为假,算出的结果才为假。

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条件操作符

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使用方法:先判断表达式1的结果是否为真,如果表达式1的结果为真,那下一步就算表达式的结果并将其作为整个条件表达式的值;如果表达式1的结果为假,那下一步就算表达式3的结果并将其作为整个条件表达式的值。

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逗号操作符

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逗号表达式:就是用逗号隔开的多个表达式,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。

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下标引用、函数调用和结构成员操作符

  1. 下标引用操作符:[ ] ( [ ] 有两个操作数:一个数组名 + 一个索引值 )
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  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 )
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  3. 结构体成员访问操作符: . 和 -> ( 结构体变量 . 结构体成员名, 结构体变量的地址 -> 结构体成员名 )
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表达式求值

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。

  1. 数据类型小于int类型时进行隐式类型转换。
  2. 数据类型大于等于int类型时进行算术转换。

隐式类型转换

C 的整型算术运算总是至少以缺省整型(int)类型的精度来进行的。为了获得这个精度,表达式中的字符(char)和短整型(short )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。

整型提升的意义(为什么要进行整型提升):

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截断和整型提升

整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的。( 无符号整形提升,高位补0 )

  1. 负数的整形提升:高位补充其符号位 1 。
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  2. 正数的整形提升:高位补充其符号位 0 。
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几个简单的例子来说明截断和整型提升:

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整型提升是隐式,不经意间发生的,就好像从来都没有感知到它的存在一样,但确是的的确确存在的。

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上个例子中的c只要参与表达式运算,就会发生整形提升,+c是个表达式 ,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。

算数转换

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下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。

  • long double
  • double
  • float
  • unsigned long int
  • long int
  • unsigned int
  • int

操作符属性

复杂表达式的求值有三个影响的因素。

  1. 操作符的优先级
  2. 操作符的结合性
  3. 是否控制求值顺序。

两个相邻的操作符执行的先后顺序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。

一些代码问题

代码1:
 
a*b + c*d + e*f

代码1在计算的时候,由于 * 比+的优先级高,只能保证 * 的计算是比+早,但是优先级并不能决定第三个 * 比第一个+早执行。

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代码2:
 
c + --c;

虽然这个代码的操作顺序可以确定且有且仅有一种:操作符的优先级只能决定自减–的运算在+的运算的前面。但是我们并没有办法得知,+操作符的左操作数的获取在右操作数之前还是之后求值,所以结果是不可预测的,是有歧义的。
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代码3int main()
{
    int i = 10;
    i = i-- - --i * ( i = -3 ) * i++ + ++i;
    printf("i = %d\n", i);
    return 0;
}

注意:不要写出非常复杂的表达式代码。

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代码4int fun()
{
    static int count = 1;
    return ++count;
}
 
int main()
{
    int answer;
    answer = fun() - fun() * fun();
    printf( "%d\n", answer);
    return 0;
}

虽然该代码在大多数的编译器上求得结果都是相同的。但是还是存在一些问题经不起推敲:操作符的优先级只能决定 * 比 - 先算,但无法决定表达式中的3个函数先调用哪个。
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代码5#include <stdio.h>
int main()
{
    int i = 1;
    int ret = (++i) + (++i) + (++i);
    printf("%d\n", ret);
    return 0;
}

简单看一下汇编代码后发现。这段代码中的第一个 + 在执行的时候,第三个++是否执行,这个是不确定的,因为依靠操作符的优先级和结合性是无法决定第一个 + 和第三个前置 ++ 的先后顺序。

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总结:我们写出的表达式如果不能通过操作符的属性确定唯一的计算路径,那这个表达式就是存在问题的。

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文章来源:https://blog.csdn.net/JX_BC/article/details/135480598
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