C语言操作符详解

我不想当小卡拉米

已于 2025-01-27 12:30:54 修改

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文章标签： c语言 c++

于 2025-01-22 10:37:39 首次发布

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一、操作符的分类

二、算术操作符： + 、- 、* 、/ 、%

一、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： . 、->

二、算术操作符： + 、- 、* 、/ 、%

1、除法运算符（`/`）

对于除法来说，除法的两端如果都是整数，执行的是整数除法，得到的结果也是整数；

如果希望得到浮点数结果，两个运算数必须至少有一个浮点数。

2、取模（余）运算符（%）

用来整除后的余数，只能用于整数。

负数的求模规则是：结果的正负号由第一个运算数的正负号决定

例如：

int a = 11 % -5;//结果为1
int b = -11 % -5;//结果为-1

三、原码、补码、反码

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”。

原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制的就是原码

反码：原码的符号位不变，数值位按位取反得到的就是反码

补码：在反码的基础上+1得到的就是补码

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。

对整型来说：数据存放在内存中的就是补码

四、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

1、左移操作符

<<左移操作：左边抛弃，右边补0

比如：

int a=10;

对于32位机器来说，则a的二进制序列为：

int b=a<<1;

通过将a左移操作后，b == 20

2、右移操作符

逻辑右移：左边补0，右边丢弃
算术右移：左边用原改值的的符号位填充，右边丢弃（常用）

这里用算术右移举例：

int num=-1;

int num1=num>>1;

则 num1 == -1

五、位操作符

1、&按位与（有0出0，全1出1）

例：

int a=3;
int b=-5;
int c=a&b;

得 c == 3

2、| 按位或（有1出1，全0出0）

例：

int a=3;
int b=-5;
int c=a|b;

得c==-5

3、^按位异或（相同为0，相异为1）

a^a=0;
0^a=a
异或支持交换律：a^b^a=a^a^b

例子就不举了，直接上个练习

练习：不能创建临时变量，实现两个整数的交换

#include<stdio.h>

int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	int c = a ^ b;
	a = c ^ a;
	b = c ^ b;
	printf("a=%d b=%d\n", a, b);
	return 0;
}

六、单目操作符

1. 逻辑非操作符：`!`

逻辑非操作符对布尔值进行取反操作。

如果操作数为 非零值，结果为 0（逻辑假）。
如果操作数为零，结果为 1（逻辑真）。

2. 自增操作符：`++`

自增操作符将操作数的值增加1。它有两种形式：

前置自增：++a，先将 a 的值增加1，再使用新的值。
后置自增：a++，先使用 a 的当前值，再将其增加1。

int a = 5;
int b = ++a;  // a = 6, b = 6
int c = a++;  // c = 6, a = 7

3. 自减操作符：`--`

自减操作符将操作数的值减少1。它也有前置和后置两种形式：

前置自减：--a，先将 a 的值减少1，再使用新的值。
后置自减：a--，先使用 a 的当前值，再将其减少1。

int a = 5;
int b = --a;  // a = 4, b = 4
int c = a--;  // c = 4, a = 3

4. 取地址操作符：`&`

取地址操作符用于获取变量的内存地址。

int a = 5;
int* ptr = &a;  // ptr 存储 a 的地址
printf("%p\n", ptr);  // 输出 a 的地址

**5. 解引用操作符：`*`**

解引用操作符用于通过指针访问其指向的值。

int a = 5;
int* ptr = &a;
int value = *ptr;  // value = 5，通过指针访问 a 的值

6. 正号操作符：`+`

正号操作符表示操作数的正值。

7. 负号操作符：`-`

负号操作符用于取操作数的相反数。

8. 按位取反操作符：`~`

按位取反操作符对操作数的每一位进行取反（0变1，1变0）。它适用于整数类型。

int a = 5;  // 二进制表示：0000 0101
int b = ~a; // 二进制表示：1111 1010，结果为 -6（补码表示）

9. sizeof操作符

sizeof 用于获取操作数的大小（以字节为单位）。操作数可以是变量或类型名。

int a = 5;
printf("Size of int: %zu\n", sizeof(a));  // 输出 int 的大小
printf("Size of char: %zu\n", sizeof(char));  // 输出 char 的大小

10. 类型转换操作符：`(类型)`

类型转换操作符用于将操作数强制转换为指定的类型。

double d = 3.14;
int a = (int)d;  // 将 double 转换为 int，结果为 3

七、逻辑操作符： && 、||、！

1. 逻辑与：`&&`

功能：

逻辑与操作符用于判断两个操作数是否都为真。只有当两个操作数都为真时，结果才为真；否则为假

在C语言中，0 表示逻辑假（false），非零值表示逻辑真（true）。
如果两个操作数都为非零值，则 a && b 的结果为 1（逻辑真）。
如果其中一个操作数为 0，则结果为 0（逻辑假）

int a = 5;  // 非零值，表示逻辑真
int b = 0;  // 零值，表示逻辑假
int c = a && b;  // c = 0，因为 b 为假

a = 10;
b = 20;
c = a && b;  // c = 1，因为 a 和 b 都为真

2. 逻辑或：`||`

功能：

逻辑或操作符用于判断两个操作数中是否至少有一个为真。如果至少有一个操作数为真，则结果为真；否则为假。

int a = 0;  // 零值，表示逻辑假
int b = 10; // 非零值，表示逻辑真
int c = a || b;  // c = 1，因为 b 为真

a = 0;
b = 0;
c = a || b;  // c = 0，因为 a 和 b 都为假

3、逻辑非：`!`

对布尔值取反。

4、&&、||的短路特性

如果左边的表达式满足逻辑运算符的条件，就不再对右边表达式求值，这种情况称为“短路”。

例：

int a = 0;
int b = 10;
int c = a && b;  // c = 0，不会计算 b 的值

对于&&操作符来说，左操作数结果为0时，右操作数就不再执行。

int a = 10;
int b = 0;
int c = a || b;  // c = 1，不会计算 b 的值

对||来说，||的左操作数不为0时，就无需执行右操作数。

八、条件操作符（三目运算符）

语法形式：

condition ? exprTrue : exprFalse;

condition：这是一个布尔表达式，用于判断条件是否成立。
1. 如果条件为真（非零值），则表达式返回 exprTrue 的值。
2. 如果条件为假（零值），则表达式返回 exprFalse 的值。
exprTrue：当条件为真时，表达式的结果。
```
表达式1, 表达式2, 表达式3, ...
```
exprFalse：当条件为假时，表达式的结果。

比如：

int a = 10;
int b = 20;
int max = (a > b) ? a : b;  // 如果 a > b，max = a；否则 max = b
printf("Max value is: %d\n", max);  // 输出：Max value is: 20

条件操作符具有短路特性，类似于逻辑操作符。
如果条件为真，exprFalse 不会被计算。
如果条件为假，exprTrue 不会被计算。

九、逗号表达式

逗号表达式的基本形式是：

表达式1, 表达式2, 表达式3, ...

逗号表达式会依次计算每个表达式，但最终返回的是最后一个表达式的值。

int a = 10, b = 20;
if ((a += 5), (b -= 5), (a > b)) 
{
    printf("a is greater than b\n");
} 
else 
{
    printf("b is greater than or equal to a\n");
}

在这个例子中，if语句的条件部分使用了逗号表达式。它先计算a += 5和b -= 5，然后返回a > b的结果作为if的条件。

十、结构成员访问： . 、->

1. `.`（点操作符）

点操作符用于访问非指针类型的结构体或联合体变量的成员。

语法：

struct_name.member_name

例如：

struct Stu
{
    int age;
    char name[20];
};
struct Stu p;
p.age = 25;// 使用点操作符访问成员

2. `->`（箭头操作符）

箭头操作符用于访问指针类型的结构体或联合体变量的成员。

形式：

pointer_to_struct->member_name

以上面定义的结构体为例：

struct Stu *ptr = &p;//创建类型为struct Stu*的指针变量ptr
                     //用来存放p的地址
ptr->age = 30;//通过->来访问结果提成员age并赋值30