关于我、重生到500年前凭借C语言改变世界科技vlog.10——进制转化&&操作符进阶

操作符在写代码中有很大的作用，是用于执行特定操作的符号，主要在算术运算、比较运算、逻辑运算、位运算(用于二进制数据处理)起作用，C语言开篇已经介绍了一部分，接下来将进行一些进阶的介绍

1.操作符分类

• 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：( )
• 结构体成员访问：. 、->

上述操作符中，除了单目操作符中的&、*将会在后续指针的vlog中介绍，高亮部分操作符是该篇要重点介绍的，操作符中有些操作符与二进制及其转化有关系，我们先拓展一些相关的基础知识

2.进制转化

计算机主流的数值表示形式为2进制、8进制、10进制、16进制
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()
其余进制同理

12的2进制：1100
12的8进制：14
12的10进制：12
12的16进制：C
//16进制的数值之前写:0x
//8进制的数值之前写:0

进制转化都是以 2 进制为转接点，所以重点介绍 2 进制与其他进制的转换

2.1 二进制转十进制

10进制中的123，从右到左依次是个位，十位，百位
每一位都有自己的权重，每一位各自乘以各自的权重然后加和就是表示的值

2进制表示的10进制的12也同理

2.2 十进制转二进制

假设有个十进制数125转化为2进制，利用短除法可以快速得到转化后的结果

125 % 2 = 1
62 % 2 = 0
31 % 2 = 1
15 % 2 = 1
7 % 2 = 1
3 % 2 = 1
1 % 2 = 1

由下往上依次所得的余数就是125转化的2进制数，即1111101

2.3 二进制转八进制

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

8 进制转 2 进制也同理，按三个三个转换，去掉转换后前面多出的 0 就是 2 进制了

2.4 二进制转十六进制

在16进制中，两位数用字母表示(大小写都可以）

10 = A/a
11 = B/b
12 = C/c
13 = D/d
14 = E/e
15 = F/f

在2进制转16进制数的时候，从2进制序列中右边低位开始向左每4个2进制位会换算一个16进制位
剩余不够4个2进制位的直接换算

如：2进制的01101011，换成16进制：0x6b，16进制表示的时候前面加0x

16 进制转 2 进制也同理，按四个四个转换，去掉转换后前面多出的 0 就是 2 进制了

3.原码、反码、补码

整数的2进制表示方法有三种：原码、反码、补码

我们知道 int 类型占 32 比特位，有符号整数前提下，第一位是符号位，后面三十一位是数值位
符号位用 0 表示正，1 表示负

正整数：原反补都相同
负整数：
原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制得到
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

注意：原码取反＋1即可得到补码，补码取反+1也能得到原码

计算机内存中以补码的形式保存

在补码运算中，符号位可以和数值位一起参与运算，不需要额外的判断和处理。例如，在进行加法运算时，不管是正数相加还是正数和负数相加，或者负数相加，都可以按照相同的加法规则进行运算，而不需要单独考虑符号位的处理，这种特性使得计算机在进行算术运算时更加高效和准确

4.操作符进阶

4.1 移位操作符

移位操作符分为右移操作符 >> ,左移操作符 << ,其操作数只能是整数，不要移动负数位

4.1.2 左移操作符

左边抛弃，右边补0

4.1.2 右移操作符

逻辑右移：左边补0，右边抛弃

算术右移：左边用原值的符号位补充，右边抛弃

4.2 位操作符

位操作符的操作数必须是整数

按位与：&
按位或：|
按位异或：^
按位取反：~

以下举例a = 5,b = 3

4.2.1 &

当两个对应的二进制位都为 1 时，结果位才为 1，否则为 0

0000000000 0000000000 0000000001 01 a
0000000000 0000000000 0000000000 11 b
0000000000 0000000000 0000000000 01 a & b

4.2.1 |

当两个对应的二进制位中有一个为 1，结果位就为 1
当两个位都为 0 时，结果位才为 0

0000000000 0000000000 0000000001 01 a
0000000000 0000000000 0000000000 11 b
0000000000 0000000000 0000000001 11 a | b

4.2.2 ^

当两个对应的二进制位不同（一个为 0，另一个为 1）时，结果位为 1
当两个位相同（都为 0 或都为 1）时，结果位为 0

0000000000 0000000000 0000000001 01 a
0000000000 0000000000 0000000000 11 b
0000000000 0000000000 0000000001 10 a ^ b

4.2.3 ~

将每个二进制位中的 0 变为 1，1 变为 0

0000000000 0000000000 0000000001 01 a
0000000000 0000000000 0000000000 11 b
1111 1111 11 1111 1111 11 1111 1111 10 10 ~a
1111 1111 11 1111 1111 11 1111 1111 11 00 ~b

4.3 结构体访问操作符

4.3.1 结构体的简单介绍

结构是⼀些值的集合，这些值称为成员变量
结构的每个成员可以是不同类型的变量，如：标量、数组、指针，甚至是其他结构体

结构体的语法结构：

 struct tag
 {
 member-list;
 }variable-list;

比如想要描述一名学生：

struct Stu
 {
   char name[20];//名字
   int age;//年龄 
   char sex[5];//性别
   char id[20];//学号 
 }; //分号不能丢

结构体的定义：

struct Point
 {
   int x;
   int y;
 }p1;        //声明类型的同时定义变量p1        
struct Point p2;    //定义结构体变量p2 

结构体的初始化：

struct Point p3 = {10, 20};

 struct Stu        
{ 
  char name[15];  
  int age;   
};
 struct Stu s1 = {"zhangsan", 20};//初始化
 struct Stu s2 = {.age=20, .name="lisi"};//指定顺序初始化

4.3.2 直接访问

语法结构：结构体变量.成员名

 #include <stdio.h>
 struct Point
 {
 int x;
 int y;
 }p = {1,2};
 int main()
 {
 printf("x: %d y: %d\n", p.x, p.y);
 return 0;
 }

4.3.3 间接访问

语法结构：结构体指针->成员名

 #include <stdio.h> struct Point 
 {
 int x;
 int y; 
 };

 int main()
 {
 struct Point p = {3, 4};
 struct Point *ptr = &p;
 ptr->x = 10;
 ptr->y = 20;
 printf("x = %d y = %d\n", ptr->x, ptr->y);
 return 0;
 }

这部分如果看不太明白的话可以先了解一下后面的指针部分，再来理解代码会容易很多

5.操作符的优先级，结合性

优先级指的是，如果⼀个表达式包含多个运算符，哪个运算符应该优先执行
各种运算符的优先级是不⼀样的

如果两个运算符优先级相同，优先级没办法确定先计算哪个了，这时候就看结合性了，则根据运算符
是左结合，还是右结合，决定执行顺序

一般来说，可以这样记

！> 算术运算符 > 关系运算符 > 逻辑运算(&& > ||) > 赋值运算符

6.表达式求值

6.1整型提升

C语言中整型算术运算总是以普通整型进行的
为了确保每个整型都是普通类型的便于系统运算，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

保证计算精度
例如，在一个 8 位系统中，char类型的取值范围是 - 128 到 127。假设有两个char类型变量a = 120和b = 10，它们的二进制表示分别是01111000和00001010，如果直接以char类型进行相加，结果可能会溢出，因为char类型的结果可能无法正确存储130这个值。而整型提升将它们转换为int类型（通常是 32 位，有足够的空间来存储运算结果），可以避免这种溢出情况，保证运算结果的准确性

符合 CPU 运算习惯
例如，在很多现代处理器架构中，加法指令可能是针对 32 位或 64 位整数设计的。当对char或short类型进行加法运算时，将它们提升为int类型可以直接使用这些高效的指令，而不需要专门为较小的数据类型设计特殊的、可能效率较低的运算指令

提升方式：

1. 有符号整数提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的
2. 无符号整数提升，高位补0

6.2算术转化

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

 long double
 double
 float
 unsigned long int
 long int
 unsigned int
 int

如果某个操作数的类型在上面这个列表中排名靠后
那么首先要转换为另外一个操作数的类型后执行运算

希望读者们多多三连支持

小编会继续更新

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