操作符详解

CatShitK

已于 2023-05-16 11:25:20 修改

阅读量248

点赞数

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签： c++ 开发语言算法 c语言数据结构

于 2023-05-11 21:32:47 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/CatShitK/article/details/130607498

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 ! sizeof + - ~ & *

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（小数）执行的就是浮点数除法。

这边我们输入一个代码，定义一个浮点数的变量来接收整数的除法

int main()
{
	float r = 7 / 2;//就算定义了浮点数接收，输出的数也不为3.5
	printf("%lf", r);//以浮点数打印
	return 0;
}

3.000000

我们发现算出的结果是错误的应该输入为3.5000，这是因为整数运算会进行舍去。

正确的求法

int main()
{
	float r = 7.0 / 2;//正确打印3.50000
	printf("%f", r);
	return 0;
}

3.500000

所以计算小数不取决于你用什么变量存储，取决于你怎么样计算。

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

移位操作符其实移动的是二进制

<< 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。

拓展：整数的二进制表示形式

有三种表示形式

原码

反码

补码

1.正整数的原码，反码，补码，是相同的

2.负的整数原码，反码，补码，是要计算的

首先不管是正整数还是负整数都可以写出二进制的原码

1.根据正负直接写出的二进制序列就是原码（以十进制15为例）

int a=15;

十进制为15

二进制表示15为：1111（2^3+2^2+2^1+2^0=15）

因为一个整形内存大小是4个字节 = 32bit （一个比特位代表二进制中的一位数）

所以二进制正确原码的表示形式为（一共32位数）：

0000000000000000000000000001111

第一位为符号位：

符号位是1表示负数

符号位是0表示正数

例如是十进制的-15的原码就为

1000000000000000000000000001111

int main()
{
	int a = 15;
	//二进制：00000000000000000000000000001111 -原码
	//二进制：00000000000000000000000000001111 -反码
	//二进制：00000000000000000000000000001111 -补码
	int b = -15;
	//二进制：10000000000000000000000000001111 -原码
	//二进制：11111111111111111111111111110000 -反码（原码的符号位不变，其他位按位取反得到的就是反码）
	//二进制：11111111111111111111111111110001 -补码（反码+1就是补码）

	//整数在内存中存储的是补码
	//计算的时候也是使用补码计算器
	return 0;
}

反码（原码的符号位不变，其他位按位取反得到的就是反码）

补码（反码+1就是补码）

//整数在内存中存储的是补码
//计算的时候也是使用补码计算的

3.1 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（VS编译器）

左边用原该值的符号位填充，右边丢弃

（对于移位运算符，不要移动负数位，这个是标准未定义的。）

我们写一个代码：将a的二进制向右移动一位放在b中

#include <stdio.h>

int main()
{
	int a = 15;
	int b = a >> 1;//移动就是a中的2进制信息
	printf("a=%d\n", a);
	printf("b=%d\n", b);
	return 0;
}

我们来详细看一下a是怎么位移的

a在框内进行右移，超出了一位就舍去，前面空出了一位就补原来的符号位（原来是0）

得出结果00000000000000000000000000000111 的十进制就为（2^2+2^1+2^0=7）

运行结果：

a=15

b=7

注意：a进行右移后不会改变自身的大小

在用负数来练习一下

int main()
{
	int a = -15;
	//10000000000000000000000000001111 - 原码
	//11111111111111111111111111110000 - 反码
	//11111111111111111111111111110001 - 补码
	int b = a >> 1;//移动就是a中的补码
	printf("a=%d\n", a);
	printf("b=%d\n", b);
	return 0;
}

我们对a（-15）的补码进行移位得到

上面得到111111111111111111111111111111000的就是移动后的补码，但是我们要算出他的原码才可以读出b是多少，所以我们要进行运算

首先我们要得到反码，因为补码是反码+1，所以我们对补码-1就能得到反码

111111111111111111111111111110111（反码）

然后再进行按位取反就可以得到原码（符号位不变）

10000000000000000000000001000（原码）

因为（2^3=8）,所以我们可以解读出输出应该为-8

注意：也可以证明在VS上是算数位移

3.2 左移操作符

移位规则：

左边抛弃、右边补0

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：

我们要算出3与-5按位与的结果

int main()
{
	int a = 3;
	//00000000000000000000000000000011 - 补码
	int b = -5;
	//10000000000000000000000000000101
	//11111111111111111111111111111010
	//11111111111111111111111111111011 - 补码
	int c = a & b;
	//& - 按（二进制）位与 - 对应二进制位有0则为0，两个同时为1才为1
	//00000000000000000000000000000011 - 3的补码
	//11111111111111111111111111111011 - -5的补码
	//00000000000000000000000000000011 - 按位与后的（原）补码

	printf("%d\n", c);//3

	return 0;
}

首先按照上面的知识写出3和-5的补码出来。

按位与的规则为：对应二进制位有0则为0，两个同时为1才为1

   //00000000000000000000000000000011 - 3的补码
   //11111111111111111111111111111011 - -5的补码
   //00000000000000000000000000000011 - 按位与后的（原）补码

现在我们要算出3与-5按位或的结果

int main()
{
	int a = 3;
	//00000000000000000000000000000011 - 补码
	int b = -5;
	//10000000000000000000000000000101
	//11111111111111111111111111111010
	//11111111111111111111111111111011 - 补码
	int c = a | b;
	//| - 按（二进制）位或 - 对应二进制位有1则为1，两个同时为0才为0
	//00000000000000000000000000000011 - 3的补码
	//11111111111111111111111111111011 - -5的补码
	//11111111111111111111111111111011 - 按位或后的补码
	//11111111111111111111111111111010 - 按位或后的反码
	//10000000000000000000000000000101 - 按位或后的原码

	printf("%d\n", c);

	return 0;
}

按位或的规则为：对应二进制位有1则为1，两个同时为0才为0

   //00000000000000000000000000000011 - 3的补码
   //11111111111111111111111111111011 - -5的补码
   //11111111111111111111111111111011 - 按位或后的补码

计算出补码后，因为符号位为1所以算出原码要进行运算

   //11111111111111111111111111111011 - 按位或后的补码
   //11111111111111111111111111111010 - 按位或后的反码
   //10000000000000000000000000000101 - 按位或后的原码

得出结果为-5

现在我们要算出3与-5按位异或的结果

int main()
{
	int a = 3;
	//00000000000000000000000000000011 - 补码
	int b = -5;
	//10000000000000000000000000000101
	//11111111111111111111111111111010
	//11111111111111111111111111111011 - 补码
	int c = a ^ b;
	//| - 按（二进制）位异或 - 对应二进制位相同为0，相异为1
	//00000000000000000000000000000011 - 3的补码
	//11111111111111111111111111111011 - -5的补码
	//11111111111111111111111111111000 - 按位异或后的补码
	//11111111111111111111111111110111 - 按位异或后的反码
	//10000000000000000000000000001000 - 按位异或后的原码

	printf("%d\n", c);

	return 0;
}

按位异或的规则为：对应二进制位相同为0，相异为1

   //00000000000000000000000000000011 - 3的补码
   //11111111111111111111111111111011 - -5的补码
   //11111111111111111111111111111000 - 按位或后的补码

计算出补码后，因为符号位为1所以算出原码要进行运算

   //11111111111111111111111111111000 - 按位异或后的补码
   //11111111111111111111111111110111 - 按位异或后的反码
   //10000000000000000000000000001000 - 按位异或后的原码

得出结果为-8

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;
}

首先我们要清楚

a ^ a得到为0(相同为0)

a ^ 0得到为a（相异为1）

所以

a ^ b ^ a = 5(异或支持交换律)

代码中的就可以解读为
 a = a^b;
 b = a^b; //a^b ^b=a
 a = a^b; //a^b ^a=b

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

! 逻辑反操作把假变为真，真变为假

- 负值数字的负号（单目操作符）

+ 正值数字的正号（单目操作符）

& 取地址应用于指针

* 间接访问操作符(解引用操作符) 应用于指针取内容
int main()
{
	int a = 10;
	//pa是指针变量
	int* pa = &a;//& - 取地址操作符 - 去除a的地址

	*pa = 20;//解引用操作符（间接访问操作符）- 单目操作符 - 通过pa中存放的地址，找到指向的内容
	return 0;

}

sizeof 操作数的类型长度不是函数，是操作符。

计算的是类型创建变量的大小，单位字节

~ 对一个数的二进制按位取反

int main()
{
	int a = 0;
	//00000000000000000000000000000000
	printf("%d", ~a);//-1
	//11111111111111111111111111111111 - 按位取反后的补码
	//11111111111111111111111111111110 - 反码
	//10000000000000000000000000000001 - 原码
	return 0;
}

-- 前置、后置--
++ 前置、后置++

int main()
{
	int a = 1;
	int b = a++;//前置++，先++，后使用
	//a=a+1，b=a

	return 0;
}

int main()
{
	int a = 1;
	int b = a++;//后置++，先使用（a的值赋给b），后++
	//b=a,a=a+1

	return 0;
}

(类型) 强制类型转换对原类型强制转换成其他类型
#include <stdio.h>

int main()
{
	int a = (int)3.14;//将浮点型3.14强制转换为整形（会丢失精度）
	printf("%d", a);//3
	return 0;
}
将浮点型强制转换为整形会丢失精度

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？

(1)40 (2)10

(3)4/8 (4)4/8 传的是地址，也就是指针，指针在32X占4个字节/64X占8个字节

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。

不能比较字符串：“abc”=="bbc"是错误的

注意：

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：

&& 逻辑与相当于并且

|| 逻辑或相当于或者

假如老师说：张三并且（&&）李四，来我办公室

张三和李四必须都来了，才满足要求，只来一个不行

假如老师说：张三或者（||）李四，来我办公室

张三和李四只需要来一个或者都来，才满足要求，都不来不行

区分按位与和逻辑与

区分按位或和逻辑或

1&2----->0

1&&2---->1

1|2----->3

1||2---->1

逻辑与和或的特点：

#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？