C/C++相关概念和易错知识点（3）（操作符、进制转换）

前言：首先，我的博客主要记录的是部分容易遗忘，但是比较重要或是值得了解的知识点。很多基本概念我并不会阐述，所以它更适合用来复习；其次，这些知识点是从我自己的角度出发整理的，因此我认为的重点可能和你不同，有的内容可能不完整或有错误，希望大家多多包涵，如果能指出我的错误，我会非常感激！

必要知识点储备：

（1）二进制、八进制、十进制、十六进制之间的转换技巧

十进制转二进制：

对于比较大的数字，有一个通用的求解方法

如1000，将它先除以2得到500，余数0，记录这个0

将500除以2得到250，余数0，记录这个0

将250除以2得到125，余数0，记录这个0

将125除以2得到62，余数1，记录这个1

将62除以2得到31，余数0，记录这个0

将31除以2得到15，余数1，记录这个1

将15除以2得到7，余数1，记录这个1

将7除以2得到3，余数1，记录这个1

将3除以2得到1，余数1，记录这个1

将1除以2得到0，余数1，记录这个1，停止计算

最后从下到上按顺序写出记录的数字1111 1010 00，这个数就是二进制的1000

二进制转八进制、十六进制：

我们知道2的3次方是8，2的4次方是16，所以3个二进制位就可以表示成一个八进制位

如01 101 011从右向左每三个分一组，换算成十进制数字，这个数字对应八进制的数字

011表示3，101表示5，01表示1，所以这个数字的八进制表示是0135，最前面的0是八进制标志

十六进制同理，每四位一组

如0110 1011换算后是0x6b

（2）原码、补码的相互转换

原码转为补码将原码除符号位取反后+1（负数）

补码转为原码将补码除符号位取反后+1（负数），这种方法更方便

补码存在的意义是使加法减法统一，CPU只能进行加法运算

操作符易忘知识点和易错法则

其中简单的我不会阐述，我会抓出易忘点和易错点

1.移位操作符（左移操作符和右移操作符细则区分）

左移操作符执行规则：左边抛弃，右边补0。

因此对于负数来说，左移后就变成了正数（有且只有这一种可能）

右移操作符的执行规则就比左移操作符的要复杂，有两种操作方式；

（1）逻辑右移：左边用0填充，右边丢弃（类似于左移操作符）

（2）算数右移：左边用该值的原符号位填充，右边丢弃。这意味着在算数右移的规则下，负数右移后还是负数，而逻辑右移下，移后的数一定是正数。

对于绝大部分编译器来说，都是采用算数右移，仍有少部分编译器采用逻辑右移。

但是对于所有编译器来说，左移规则相同。这里一定要注意区分！

注意：a >> -1这种操作未被定义，不要用！

2.位操作符

操作的对象都是二进制的补码，且只能是整数，意思是你输入的17会被转换成二进制再操作

如果你输入-1，则实际操作数是-1的补码

& 按位与：只要有0就是0，全为1才是1

| 按位或：只要有1就是1，全为0才是0

^ 按位异或：相同为0，相异为1（易混）

~ 按位取反：将所有位按位取反，不管它是不是符号位，取反后得到的还是补码，因此如果要打印取反后的数字，还要进行一次补码到原码的转换

相关操作技巧

（1）^ 按位异或：

a ^ a == 0 ;  a ^ 0 == a

接下来通过这个代码仔细体会异或操作

#include <stdio.h>

int main()
{
	int a = 100;

	int b = 200;

	printf("a=%d b=%d\n", a, b);

	a = a ^ b;

	b = a ^ b;

	a = a ^ b;

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

结果

重要思考方式：a ^ b相当于一个密码，储存了a和b的信息，如果我拿到b的信息，我就能破解a（将a ^ b这个密码与b异或）；如果我拿到a的信息，我就能破解b（将a ^ b这个密码与a异或）

（2）& 按位与

a & 1 == 1说明a的二进制位中最低位是1

a & 1 == 0说明a的二进制位中最低位是0

注意比较的依然是补码

有一个表达式值得琢磨：

	n = n & (n - 1);

	11111 - n;
	11110 - n - 1;

	11110 - n;//第一次操作后
	11101 - n - 1;

	11100 - n;//第二次操作后
	11011 - n - 1;

	11000 - n;//第三次操作后
	10111 - n - 1;

	10000 - n;//第四次操作后
	01111 - n - 1;

	00000 - n;//第五次操作后

每执行一次，最右边的1就会被去掉，其余位不受影响

（3）& 和 | 修改二进制数操作

合理利用& 和 |可以调整二进制数

让0变成1用|，使用时保证你要变的那位是1，其余都是0，用1 << n来实现

让1变成0用&，使用时保证你要变得那位是0，其余都是1，用 ~( 1 << n )来实现

（4）自定义类型、结构成员访问

注意：int [10]是一个自定义类型，int arr[10]中arr是数组名

struct也是自定义类型，包含成员列表。它相当于一个模具，在实际使用时创建结构体变量。

struct在访问成员时，可用.name表示，点操作符有两个操作数，使用方式是“结构体名.成员名”。第一个不需要时可以不写。

初始化结构体变量时，要么按成员列表顺序创建，要么使用.name初始化。

（5）操作符的优先级、结合性

优先级：一个表达式中运算符优先级高的先执行

一定是相邻操作符才有所谓的优先级之分

如果相邻两个操作符优先级相同，则由结合性决定先后，一般是从左到右结合，但少数从右往左结合，比如赋值操作符=，具体的可查表，这里不再阐述

记住括号优先级最高，其次有自增自减操作符++和--，单目操作符+和-（决定数字正负）。

逗号表达式优先级最低，其次是赋值操作符。

注意：表达式的执行顺序可以被确定，但值的调用顺序不确定，所以当一个表达式中调用的值多次变化时会导致计算结果不确定。

如（i++）+（i++）+（i++）这个表达式的值在不同编译器下有不同解，因为i的调用可能是在++前，也可能是在++后

（6）整型提升（类型小于整型）和算术转换（类型大于整型且类型不同）

缺省整型指的是默认整型int

char中也可以存储数字，字符也是属于整型家族的，可以进行整型运算，只是能存储的大小很有限，你可以把它理解成更短的整型，取值是-128～127

有符号数的整型提升是按符号位提升，因此负数的整型提升补的全是1而不是0，char也有有无符号之分，但默认是不是有符号char得看系统，这个标准没有被定义。

注意整型提升以及之后参与运算的是补码，使用printf打印%d也会发生整型提升，是先提升补码，再转换为原码打印。

算术转换

当int和float相加时，int向float转换（向上转换）后再相加，加后存储的值仍为float类型

一般来说，算术转换的趋势是整型向浮点型转换，由字节少的类型向字节多的类型转换