程序员成长之旅——c语言操作符

操作符

算术操作符

+    -      *       /     % 

1.除了 % 的操作符以外，其它几个操作符均可用于整数和浮点数。
2. / 操作符如果两个操作数是整数则执行整数除法，而只要有浮点数就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，返回的是整数之后的余数。

移位操作符

<<左移操作数
>>右移操作数

左移操作符 移位规则：

左边抛弃，右边补零

右移操作符 移位规则：

右移操作符分两种：
1.逻辑移位 左边用0填充，右边丢弃
2.算术右移 左边用该值的原符号位填充，右边丢弃

警告⚠：对于移位操作符，不要移动负数位，这个是标准未定义的。例如：

int n=11;
n>>-1;//error

位操作符

位操作符有：

&    //按位与
|    //按位或
^    //按位异或
注意：他们的操作数必须是整数

编程实现一个整数中1出现的个数

方法1：
#include <stdio.h>
int main()
{
 	int num = 10;
 	int count = 0;//计数
 	while (num)
 	{
  		if (num % 2 == 1)
   		count++;
  		num = num / 2;
 	}
	printf("二进制中1的个数 = %d\n", count);
 	return 0;
}
优化 方法2：
#include <stdio.h>
int main()
{
 	int num = -1;
 	int i = 0;
 	int count = 0;//计数
 	for (i = 0; i < 32; i++)
 	{
  		if (((num >> i) & 1) == 1)
  	 	count++;
 	}
 	printf("二进制中1的个数 = %d\n", count);
 	return 0;
}
再优化 方法3：
#include <stdio.h>
int main()
{
 	int num = -1;
 	int i = 0;
 	int count = 0;//计数
 	while (num)
 	{
  		count++;
  		num = num & (num - 1);
 	}
 	printf("二进制中1的个数 = %d\n", count);
 	return 0;
}

赋值操作符

赋值操作符可以重新赋值

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。

复合操作符

*=  /=  -=  ^=  &=  |=  +=  %=  >>=  <<=

这些运算符都可以写成复合的效果，例如：

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。

单目操作符

单目操作符都有哪些呢？

!       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
(类型)  强制类型转换

演示代码：

printf("%d\n",suzeof int); //这样写是错位的

关于sizeof我们知道了，它是可以求变量（类型）所占空间的大小。

sizeof和数组

//++和--运算符
//前置++和--
//前置++和--：
#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 10;
 int x = ++a;
 //先对a进行自增，然后对使用a，也就是表达式的值是a自增之后的值。x为11。
 int y = --a;
 //先对a进行自减，然后对使用a，也就是表达式的值是a自减之后的值。y为10;
 return 0;
}
//后置++和--
#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 10;
 int x = a++;
 //先对a先使用，再增加，这样x的值是10；之后a变成11；
 int y = a--;
 //先对a先使用，再自减，这样y的值是11；之后a变成10；
 return 0;
}

关系操作符

关系操作符

>
>=
<
<=
!=           用于测试不相等
==           用于测试相等

警告⚠：在编程过程中==和=不小心写错，导致的错误。

逻辑操作符

逻辑操作符有哪些：

&&   逻辑与
||   逻辑或

区分逻辑与和按位与 区分逻辑或和按位或

1&2  ->0
1&&2 ->1

1|2  ->3
1||2 ->1

逻辑与和或的特点：

多重运算应从左到右依次运算，不过只要出现运算为假，就停止运算。

条件操作符

 exp1 ? exp2 : exp3

练习：

if(a>5)
	b=3;
else
	b=-3;
转换为条件表达式：
a>5?3:-3;		

逗号表达式

exp1 , exp2 , exp3 , …expN

逗号表达式，就使用逗号隔开的多个表达式。逗号表达式，从左到右依次执行。整个表达式的结果是最后一个表达式的结果。

#include<stdio.h>
int main()
{
 int a = 1;
 int b = 2;
 int d = 2;
 int c = (a > b, a = b + 10, a, b = a + 1);
 printf("%d\n", c);
 if (a = b + 1, c = a / 2, d > 0)
 return 0;
}
//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
 
}
如果使用逗号表达式，改写：
while (a = get_val(), count_val(a), a > 0)
{
 //业务处理
}

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

    int arr[10];//创建数组
    arr[9] = 10;//使用下标引用操作符
    [ ] 的两个操作数是arr和9。

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，剩余操作数就是传递函数的参数。

#include <stdio.h>
void test1()
{
 	printf("hehe\n");
}
void test2(const char* str)
{
 	printf("%s\n", str);
}
int main()
{
 	test1();  //实用（）作为函数调用操作符。
 	test2("hello bit.");//实用（）作为函数调用操作符。
 	return 0;
}

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;
}

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。

隐式类型转换

C的整型算术运算总是至少以缺省整型类型的精度来进行的。
为了获得这个精度，表达式中的字符和短整型操作数在使用之前被转换为普通整型，这种转换称为整型提升。

整型提升的意义：

表达式的整型运算要在CPU的相应运算器件内执行，CPU内整型运算器(ALU)的操作数的字节长度一般就是int的字节长度，同时也是CPU的通用寄存器的长度。
因此，即使两个char类型的相加，在CPU执行时实际上也要先转换为CPU内整型操作数的标准长度。
通用CPU（general - purpose CPU）是难以直接实现两个8比特字节直接相加运算（虽然机器指令中可能有这
种字节相加指令）。所以，表达式中各种长度可能小于int长度的整型值，都必须先转换为int或unsigned int，然后才能送入CPU去执行运算。

整型提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的

// 负数的整形提升
char c1 = -1;
变量c1的二进制位(补码)中只有8个比特位：
1111111
因为 char 为有符号的 char
所以整形提升的时候，高位补充符号位，即为1
提升之后的结果是：
11111111111111111111111111111111
//正数的整形提升
char c2 = 1;
变量c2的二进制位(补码)中只有8个比特位：
00000001
因为 char 为有符号的 char
所以整形提升的时候，高位补充符号位，即为0
提升之后的结果是：
00000000000000000000000000000001
//无符号整形提升，高位补0

整型提升的例子：

#include<stdio.h>
//实例1
int main()
{
 char a = 0xb6;
 short b = 0xb600;
 int c = 0xb6000000;
 if (a == 0xb6)
  printf("a");
 if (b == 0xb600)
  printf("b");
 if (c == 0xb6000000)
  printf("c");
 return 0;
}

结果输出为c
这是因为a,b都进行了整型提升，而c没有。

实例2中的, c只要参与表达式运算, 就会发生整形提升, 表达式 + c, 就会发生提升, 所以 sizeof(+c) 是4个字节.表达式 - c 也会发生整形提升, 所以 sizeof(-c) 是4个字节, 但是 sizeof （c）是1个字节。

算术转换

如果某个操作符的各个操作数属于不同的类型，那么除非其中一个操作数的转换为另一个操作数的类型，否则操作就无法进行。下面的层次体系称为寻常算术转换。

如果某个操作数的类型在上面这个列表中排名较低，那么首先要转换为另外一个操作数的类型后执行运算。
警告： 但是算术转换要合理，要不然会有一些潜在的问题。

float f = 3.14;
int n = f ;//隐式转换，会有精度丢失

操作符的属性
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。
   操作符优先级
   https://baike.baidu.com/item/运算符优先级/4752611?fr=aladdin

总结：我们写出的表达式如果不能通过操作符的属性确定唯一的计算路径，那这个表达式就是存在问题的。