关于操作符详解(1)

1. 操作符的分类

2. ⼆进制和进制转换

3. 原码、反码、补码

4. 移位操作符

5. 位操作符：&、|、^、~

6. 单⽬操作符

7. 逗号表达式

8. 下标访问[]、函数调⽤()

1.操作符的分类

• 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、(类型)

• 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： ()

• 结构成员访问： . 、->

在上述操作符中，一部分操作符我们都已经有了对应的了解，今天继续介绍⼀部分，操作符中有⼀些操作符和⼆进制有关系，我们先铺垫⼀下⼆进制的和进制

转换的知识。

2.二进制和进制转换

其实我们经常能听到 2进制、8进制、10进制、16进制 这样的讲法，那是什么意思呢？

其实2进制、8进制、10进制、16进制是数值的不同表⽰形式⽽已。

15的2进制：1111
15的8进制：17
15的10进制：15
15的16进制：F
//16进制的数值之前写：0x
//8进制的数值之前写:0

我们重点介绍一下二进制:

⾸先我们还是得从10进制讲起，其实10进制是我们⽣活中经常使⽤的，我们已经形成了很多尝试：

在10进制中满10进1

十进制的数字每一位都是0-9的数字组成

其实二进制也是一样的

2进制中满2进1

2进制的数字每一位都是0-1的数字组成

那么1101就是二进制的数字了。

2.1   2进制转10进制

其实10进制的123表⽰的值是⼀百⼆⼗三，为什么是这个值呢？其实10进制的每⼀位是有权重的，10进制的数字从右向左是个位、⼗位、百位....，分别每⼀位的权重是 10 , 10 , 10 ...

如下图:

2进制和10进制是类似的，只不过2进制的每⼀位的权重，从右向左是: 2 , 2 , 2 ...

0 1 2 ，如果是2进制的1101，该怎么理解呢？

2.1.1 10进制转2进制数字

2.2  2进制转8进制和16进制

2.2.1  2进制转8进制

8进制的数字每⼀位是0~7的，0~7的数字，各⾃写成2进制，最多有3个2进制位就⾜够了，⽐如7的⼆进制是111，所以在2进制转8进制数的时候，从2进制序列中右边低位开始向左每3个2进制位会换算⼀个8进制位，剩余不够3个2进制位的直接换算。

如：2进制的 01101011，换成8进制：0153，0开头的数字，会被当做8进制。

3.原码、反码、补码

整数的2进制表⽰⽅法有三种，即原码、反码和补码

有符号整数的三种表⽰⽅法均有符号位和数值位两部分，2进制序列中，最⾼位的1位是被当做符号

位，剩余的都是数值位。

符号位都是⽤0表⽰“正”，⽤1表⽰“负”。

正整数的原、反、补码都相同。

负整数的三种表示方法各不相同。

原码:直接将数值按照正负数的形式翻译成⼆进制得到的就是原码。

反码:将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到反码。

补码：反码+1就得到补码。

补码得到原码也是可以使用:取反，+1的操作。

对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码。

为什么呢？

在计算机系统中，数值⼀律⽤补码来表⽰和存储。原因在于，使⽤补码，可以将符号位和数值域统⼀ 处理；同时，加法和减法也可以统⼀处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。

4. 位移操作符

<< 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。

4.1 左移操作符

移位规则：左边抛弃、右边补0 ​​​​​​​

#include<stdio.h>
int main()
{
	int num = 10;
	int n = num << 1;
	printf("n=%d\n", n);
	printf("num=%d\n", num);
	return 0;
}

4.2右移操作符

移位规则：⾸先右移运算分两种：

1. 逻辑右移：左边⽤0填充，右边丢弃

2. 算术右移：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

5. 位操作符：&、|、^、~

位操作符有:

&  //按位与
|  //按位或
^  //按位异或
~  //按位取反

注：他们的操作数必须是整数。

直接上代码:

int main()
{
	int num1 = -3;
	int num2 = 5;
	printf("%d\n", num1 & num2);//按位与是有0则0，全1则1
	printf("%d\n", num1 | num2);//按位或是有1则1，全0则0
	printf("%d\n", num1 ^ num2);//相同为0，相异为1
	printf("%d\n",~0);
	return 0;
}

⼀道变态的⾯试题：

不能创建临时变量（第三个变量），实现两个整数的交换。

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1：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。 ​​​​​​​

//方法1:
int main()
{
	int num = 10;
	int count = 0;
	while (num)
	{
		if (num % 2 == 1)
			count++;
		num /= 2;
	}
	printf("二进制中的1个数=%d\n", count);
	return 0;
}
//但是这一种计算方法负数的二进制中的1的个数无法计算
//方法2:
int main()
{
	int num = -1;
	int count = 0;
	for (int i = 0; i < 32; i++)
	{
		if(((num>>i)&1) == 1)
		count++;
	}
	printf("%d\n", count);
	return 0;
}

//还有一种更巧妙地办法
//上面代码循环32次太过麻烦

int main()
{
	int num = 10;
	int count = 0;
	while (num)
	{
		count++;
		num = num & (num - 1);
	}
	printf("二进制中的1的个数=%d\n", count);
	return 0;
}

练习2:二进制位置0或者置1

13的2进制序列： 00000000000000000000000000001101

将第5位置为1后：00000000000000000000000000011101

将第5位再置为0：00000000000000000000000000001101

参考代码:

int main()
{
int a=13;
a=a|(1<<4);
printf("a = %d\n",a);
a=a&~(1<<4);
printf("a = %d\n",a);
return 0;
}

6.单目操作符

单目操作符有这些:

！、++、--、&、*、+、-、~ 、sizeof、(类型)

单⽬操作符的特点是只有⼀个操作数，在单⽬操作符中只有 & 和 * 没有介绍，这2个操作符，我们放在学习指针的时候学习。

7.逗号表达式

1 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，可以改写成
while(a=get_val(),count_val(a),a>0)
{
//业务处理
}

8.下标访问[]、函数调用()

8.1[]下标引用操作符

操作数：⼀个数组名 + ⼀个索引值(下标)

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。

8.2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();//这里的()就是作为函数的操作符
	test2("hello bit");//这里的()就是函数调用操作符
	return 0;
}