初探C语言|C语言中有哪些操作符呢？

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前言

本篇文章将深入探讨 C 语言中的各种操作符，包括算术操作符、移位操作符、位操作符等，帮助大家更好地理解和使用这些操作符。

算术操作符

C语言中的基本算术操作符包括：+、-、*、/ 和 %。

• 加法 (+)、减法 (-)、乘法 (*)、除法 (/)、取余 (%) 都可以作用于整数和浮点数。
• 除法 (/)：如果两个操作数都是整数，则执行整数除法；如果有一个操作数为浮点数，则执行浮点除法。
• 取余 (%)：仅适用于整数，返回整除后的余数。

示例

int a = 5, b = 2;
printf("a / b = %d\n", a / b);  // 输出: 2
printf("a %% b = %d\n", a % b); // 输出: 1

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

C语言提供了两种移位操作符：左移 (<<) 和右移 (>>)。

• 左移 (<<)：将操作数的位向左移动，右边用零填充。
• 右移 (>>)：将操作数的位向右移动，左边填充根据操作数的符号位（算术移位）或零（逻辑移位）。

注意：移位操作符只适用于整数类型

相信大家还有点懵，无妨，我们来看看原理。

原码,反码 与补码

原码、反码和补码是2进制的表示形式

正数

正数的原码、反码、补码是相同的

int a = 10;
//	//00000000000000000000000000001010 - 原码

//	//00000000000000000000000000001010 - 反码

//	//00000000000000000000000000001010 - 补码

负数

负数的原码、反码、补码要经过计算的

计算

原码->反码:符号位不变,其余取反
反码->补码:+1
补码->原码:先取反(符号位不变)再+1(或先-1再取反（符号位不变）)

注意：符号位为第32位

int a = -10;
//	//10000000000000000000000000001010 - 原码

//	//11111111111111111111111111110101 - 反码

//	//11111111111111111111111111110110 - 补码

//

//	//11111111111111111111111111110110 - 补码

//	//10000000000000000000000000001001

//	//10000000000000000000000000001010 - 原码

左移<<

内存中存储的起始是：补码的二进制
所以在参与移位的时候，移动后都是补码

移位规则：

左边抛弃、右边补0

注意：不管怎么移，符号位的值永远不变。

右移>>

移位规则：

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

取决于编译器，算术移位是更常见的，VS，DEV，VC++，gcc等等。

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位操作符

&//按位与：有0则为0，全1才为1
|//按位或：有1则为1，全0才为0
^//按位异或：相同则为0，相异则为1

注意：操作数必须为整数
异或^符合结合律

例题

不能创建临时变量，实现两数交换

#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;
}

这个代码看似简洁，实则并不好。
1.可读性差，对读者并不友好。
2.时间复杂度和空间复杂度都不如创建临时变量更优。
平时实现需要交换两个数时，推荐使用临时变量。

另外还有一种解法：

#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;
}

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赋值操作符

+=

-=

*=

/=

%=

>>=

<<=

&=

|=

^=

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

这样写更加简洁

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单目操作符

!           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)

(type)       强制类型转换

sizeof 操作符

关于sizeof，可以求变量（类型）所占空间的大小,其返回值类型为size_t,用%zd

int a = 10;
printf("Size of a: %zd bytes\n", sizeof(a));

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关系操作符

>

>=

<

<=

!= 用于测试“不相等”

== 用于测试“相等”

注意：== 用于测试相等，= 为赋值操作符，二者不可混淆。

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逻辑操作符

逻辑操作符用于逻辑判断：

&&     逻辑与

||     逻辑或

短路现象

来看一道题：

360笔试题
程序输出的结果是什么？

#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;
}

为什么呢？

• 在逻辑与中，左边的表达式为假时，程序就不再继续判断右边表达式了，直接进入下一条语句。
• 同样的，在逻辑或中，左边的表达式为真时，程序就不再继续判断右边表达式了，直接进入下一条语句。
  即

• 逻辑与 (&&)：如果左边表达式为假，则右边表达式不再计算。
• 逻辑或 (||)：如果左边表达式为真，则右边表达式不再计算。
  这就是短路。

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条件操作符

条件操作符（?:）是一个三目运算符，格式为：

exp1 ? exp2 : exp3

当 exp1 为真时，结果为 exp2，否则为 exp3。

举个例子

if (a > 5)
b = 3;
else
b = -3;

转换成条件表达式，是什么样？

a > 5 ? b = 3 : b = -3;

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逗号表达式

exp1,exp2,exp3,…expN

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。
但最后一个表达式的结果受前面的表达式影响。

int a = (1, 2, 3);  // a 赋值为 3

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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

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。

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;
}

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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。

算术转换

C语言会根据操作数的类型自动进行类型转换。类型转换的顺序从高到低为：

1. long double
2. double
3. float
4. unsigned long int
5. long int
6. unsigned int
7. int

在运算过程中，如果需要，C语言会将较低类型的操作数转换为较高类型后进行运算。

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。

常用操作符优先级图表：