BIT-5-操作符详解(C语言初阶学习)

news2024/9/9 0:00:31

1. 各种操作符的介绍。
2. 表达式求值

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。

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

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;//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。

练习一下:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int num1 = 1;
    int num2 = 2;
    num1 & num2;
    num1 | num2;
    num1 ^ num2;
    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。

#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;
}

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。

参考代码:
//方法1
#include <stdio.h>
int main()
{
    int num  = 10;
    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;
}
//思考这样的实现方式有没有问题?


//方法2:
#include <stdio.h>
int main()
{
    int num = -1;
    int i = 0;
    int count = 0;//计数
    for(i=0; i<32; i++)
    {
        if( num & (1 << i) )
            count++;
    }
    printf("二进制中1的个数 = %d\n",count);
    return 0;
}
//思考还能不能更加优化,这里必须循环32次的。


//方法3:
#include <stdio.h>
int main()
{
    int num = -1;
    int i = 0;
    int count = 0;//计数
    while(num)
    {
        count++;
        num = num&(num-1);
    }
    printf("二进制中1的个数 = %d\n",count);
    return 0;
}
//这种方式是不是很好?达到了优化的效果,但是难以想到。

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

演示代码:

#include <stdio.h>
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?
    printf("%d\n", sizeof int);//这样写行不行?
    return 0;
}

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。

6.2 sizeof 和 数组

#include <stdio.h>
void test1(int arr[])
{
    printf("%d\n", sizeof(arr));//(2)
}
void test2(char ch[])
{
    printf("%d\n", sizeof(ch));//(4)
}
int main()
{
    int arr[10] = {0};
    char ch[10] = {0};
    printf("%d\n", sizeof(arr));//(1)
    printf("%d\n", sizeof(ch));//(3)
    test1(arr);
    test2(ch);
    return 0;
}


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?

//++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

区分逻辑与按位与
区分逻辑或按位或

1&2----->0
1&&2---->1


1| 2----->3
1 | | 2---->1

逻辑与和或的特点:

360笔试题

#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;
}
//程序输出的结果是什么?

9. 条件操作符


exp1 ? exp2 : exp3

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。

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?


//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


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缺省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

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。

//实例1
char a,b,c;
...
a = b + c;

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。


如何进行整体提升呢?

整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的

//负数的整形提升
char c1 = -1;
变量c1的二进制位(补码)中只有8个比特位:
1111111
因为 char 为有符号的 char
所以整形提升的时候,高位补充符号位,即为1
提升之后的结果是:
11111111111111111111111111111111

//正数的整形提升
char c2 = 1;
变量c2的二进制位(补码)中只有8个比特位:
00000001
因为 char 为有符号的 char
所以整形提升的时候,高位补充符号位,即为0
提升之后的结果是:
00000000000000000000000000000001

//无符号整形提升,高位补0

整形提升的例子:

//实例1
int main()
{
    char a = 0xb6;
    short b = 0xb600;
    int c = 0xb6000000;
    if(a==0xb6)
        printf("a");
    if(b==0xb600)
        printf("b");
    if(c==0xb6000000)
        printf("c");
    return 0;
}

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
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

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

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。

  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

操作
描述用法示例结果类
结合
是否控制求值
顺序
()聚组(表达式)与表达
式同
N/A
()函数调用rexp(rexp,...,rexp)rexpL-R
[ ]下标引用rexp[rexp]lexpL-R
访问结构成员lexp.member_name lexpL-R
-> 访问结构指针成员rexp->member_name lexpL-R
++后缀自增lexp ++rexpL-R
-- 后缀自减lexp --rexpL-R
!逻辑反! rexp rexpR-L
~按位取反 ~ rexprexpR-L
+单目,表示正值+ rexp rexpR-L
-单目,表示负值- rexprexpR-L
++前缀自增++ lexprexpR-L
-- 前缀自减-- lexprexpR-L
*间接访问* rexplexp R-L
&取地址& lexprexpR-L
sizeof取其长度,以字节
表示
sizeof rexp sizeof(类
型)
rexpR-L
(类
型)
类型转换(类型) rexprexpR-L
*乘法rexp * rexprexpL-R
除法rexp / rexprexpL-R
%整数取余rexp % rexprexpL-R
+加法rexp + rexprexpL-R
减法rexp - rexprexpL-R
<<左移位rexp << rexprexpL-R
>>右移位 rexp >> rexp rexpL-R
大于rexp > rexprexpL-R
>=大于等于rexp >= rexprexpL-R
<小于rexp < rexprexpL-R
<=小于等于rexp <= rexprexpL-R
==等于rexp == rexprexpL-R
!=不等于rexp != rexp rexpL-R
&位与rexp & rexprexpL-R
位异或rexp ^ rexprexpL-R
|位或 rexp | rexprexpL-R
&&逻辑与rexp && rexprexpL-R
| |逻辑或rexp | | rexp rexpL-R
? :条件操作符rexp ? rexp : rexp rexpN/A 
赋值lexp = rexp rexpR-L
+=以...加lexp += rexprexpR-L
-=以...减 lexp -= rexp rexpR-L
*=以...乘lexp *= rexp rexpR-L
/=以...除lexp /= rexprexpR-L
%=以...取模lexp %= rexprexpR-L
<<= 以...左移lexp <<= rexprexpR-L
>>=以...右移lexp >>= rexprexpR-L
&= 以...与lexp &= rexprexpR-L
^=以...异或lexp ^= rexprexpR-L
|=以...或lexp |= rexprexpR-L
逗号rexp,rexp rexpL-R 

一些问题表达式

//表达式的求值部分由操作符的优先级决定。
//表达式1
a*b + c*d + e*f

注释: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。

所以表达式的计算机顺序就可能是:

a*b
c*d
a*b + c*d
e*f
a*b + c*d + e*f

或者:
a*b
c*d
e*f


a*b + c*d
a*b + c*d + e*f

//表达式2
c + --c;

注释:同上,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。

//代码3-非法表达式
int main()
{
    int i = 10;
    i = i-- - --i * ( i = -3 ) * i++ + ++i;
    printf("i = %d\n", i);
    return 0;
}

表达式3在不同编译器中测试结果:非法表达式程序的结果

编译器
—128Tandy 6000 Xenix 3.2
—95Think C 5.02(Macintosh)
—86IBM PowerPC AIX 3.2.5
—85Sun Sparc cc(K&C编译器)
—63gcc,HP_UX 9.0,Power C 2.0.0
4Sun Sparc acc(K&C编译器)
21Turbo C/C++ 4.5
22FreeBSD 2.1 R
30Dec Alpha OSF1 2.0
36Dec VAX/VMS
42Microsoft C 5.1
//代码4
int fun()
{
    static int count = 1;
    return ++count;
}
int main()
{
    int answer;
    answer = fun() - fun() * fun();
    printf( "%d\n", answer);//输出多少?
    return 0;
}

这个代码有没有实际的问题?

有问题!


虽然在大多数的编译器上求得结果都是相同的。
但是上述代码 answer = fun() - fun() * fun(); 中我们只能通过操作符的优先级得知:先算乘法,
再算减法。

函数的调用先后顺序无法通过操作符的优先级确定。

//代码5
#include <stdio.h>
int main()
{
    int i = 1;
    int ret = (++i) + (++i) + (++i);
    printf("%d\n", ret);
    printf("%d\n", i);
    return 0;
}
//尝试在linux 环境gcc编译器,VS2013环境下都执行,看结果。

Linux环境的结果:

VS2013环境的结果:

看看同样的代码产生了不同的结果,这是为什么?

简单看一下汇编代码.就可以分析清楚.

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。

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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化妆品几乎可以覆盖所有人群&#xff0c;各式各样的品牌及经销商非常多&#xff0c;主要销售模式为门店零售、线上入驻电商平台售卖、批发等&#xff0c;近些年随着电商发展迭代以及消费升级&#xff0c;对品牌或经销商来说&#xff0c;传统经营模式变得低效&#xff0c;每个人…

华为云云耀云服务器L实例评测|Uniapp开发部署茶叶商城小程序、H5

1、华为云云耀云服务器L实例评测&#xff5c;Uniapp开发茶叶商城小程序、H5 华为云耀云服务器L实例是新一代开箱即用、面向中小企业和开发者打造的全新轻量应用云服务器。多种产品规格&#xff0c;满足您对成本、性能及技术创新的诉求。云耀云服务器L实例提供丰富严选的应用镜像…

Spring Security 6.1.x 系列 (1)—— 初识Spring Security

一、 Spring Security 概述 Spring Security是Spring组织提供的一个开源安全框架&#xff0c;基于Spring开发&#xff0c;所以非常适合在Spring Boot中使用。 官方文档地址&#xff1a;https://docs.spring.io/spring-security/reference/index.html GitHub地址&#xff1a;…

抖音小店怎么运营?运营全流程,不懂的快来看!

我是电商珠珠 抖音小店是抖音旗下的电商平台&#xff0c;对于抖音来说流量是充足的&#xff0c;所以很多人想要在抖音小店上下功夫。 但是关于抖音小店的流程很多人还不太熟悉&#xff0c;今天我就来给大家详细的讲一下。 一、入驻准备 在入驻的时候&#xff0c;需要办理一…

lv7 嵌入式开发-网络编程开发 09 UDP通信

目录 1 用到的相关API 1.1 write/read到send/recv 1.2 sendto与recvfrom 2 UDP通信的实现过程 3 服务端代码、客户端、makefile代码实现 1 用到的相关API 1.1 write/read到send/recv send函数原型&#xff1a; ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, …

Ubuntu MySQL

在安装前&#xff0c;首先看你之前是否安装过&#xff0c;如果安装过&#xff0c;但是没成功&#xff0c;就要先卸载。 一、卸载 1.查看安装 dpkg --list | grep mysql 有东西&#xff0c;就说明您之前安装过mysql。 2.卸载 先停掉server sudo systemctl stop mysql.servic…

基于回溯搜索优化的BP神经网络(分类应用) - 附代码

基于回溯搜索优化的BP神经网络&#xff08;分类应用&#xff09; - 附代码 文章目录 基于回溯搜索优化的BP神经网络&#xff08;分类应用&#xff09; - 附代码1.鸢尾花iris数据介绍2.数据集整理3.回溯搜索优化BP神经网络3.1 BP神经网络参数设置3.2 回溯搜索算法应用 4.测试结果…