c语言分层理解(c语言操作符)(1)

简介: 1. 操作符分类操作符有这么几类:算术操作符、移位操作符、位操作符、赋值操作符、单目操作符、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。下面对这些操作符一一细细道来。

1. 操作符分类

操作符有这么几类:

算术操作符、移位操作符、位操作符、赋值操作符、单目操作符、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。

下面对这些操作符一一细细道来。

2. 算术操作符

+ - * / %

这五个都是常见的算术操作符,但是有两个符号需要特别注意:/和%。

看图得结论:


01fa8e07ab026d90e9d33c1b521bc050.png

1.除了%操作符,其他的四个操作符可以用于整数和浮点数。


730521101bc8620122752c22afe11f1c.png

2.对于/操作符如果两个操作数都是整数,执行整数除法。而只是有浮点数执行的就是浮点数除法。


dfef59e68a0d55d57dc7e8be6dcb6792.png

3.%操作符的两个操作数必须是整数,返回的是整除之后的余数。

3. 移位操作符

了解移位操作符,首先必须了解一下权值是什么?原码、反码、补码又是什么,怎么得来的?下面一步步展开。

3.1 初步了解权值是什么

举一个例子就明白:

一个数字10用二进制表示为1010,所表示的意思是:10=1* 23 +0* 22 +1* 21+ 0*20.这里的1010的第一个1的权值就是23。第二个0的权值就是22。用八进制表示10,就是10=12,这里12中1的权值就是81,2的权值是80。下面我们再来了解原反补。

3.2 初步了解原码、反码、补码

一个数分为正数和负数,计算机中是不能识别负号的,所以计算机用补码的形式存储正数和负数,规定最高符号位对数分为正数和负数,正数最高符号位为0,负数为1,这样区分正数和负数。正数的原码、反码、补码都是一样的,负数的原码、反码、补码要进行运算(其中补码=反码+1,反码=原码按位取反(除了最高符号位)。

正数的最高符号位是0,负数的最高符号位是1。

举个例子:

正数10(因为是int类型的,所以有4个字节,也就是32个比特位)

00000000000000000000000000001010 - 10的原码

00000000000000000000000000001010 -10的反码

00000000000000000000000000001010 - 10的补码

正数的原码反码补码都相同

负数-10(32个比特位)

10000000000000000000000000001010 - -10的原码

11111111111111111111111111110101 - -10的反码

11111111111111111111111111110110 - -10的补码

负数的补码=反码+1,反码=原码按位取反(除了最高符号位不变)

3.3 左移操作符

移位规则:左边抛弃,右边补0。

先看现象,在分析:


a1ee0d9ed1d4cf0dd86a238f812befe5.png

分析:

10的补码(原码)是:

00000000000000000000000000001010

左移:

00000000000000000000000000010100 = 20(原码=补码)(因为是正数)

再来看一个奇怪的现象:

db2a6006fb27d3091e1c170a23a3a930.png

我们发现左移操作符可以对正数或者负数乘以2。

3.4 右移操作符

移位规则:右移运算分为两种:1.逻辑移位:左边用0填充,右边丢弃;2.算术移位:左边用原来该值的符号位填充,右边丢弃。其中编译器到底用哪一种呢?这是取决于编译器本身,绝大多数是用的算术移位。

还是一样先看现象再分析:

1e35fc1a674ca2d2fcb26262156dc296.png

10的补码(原码)是:

00000000000000000000000000001010

右移:

00000000000000000000000000000101 = 5(原码=补码)

再来看一个现象:

bd957e813e7b77124a86f8c20250e878.png

我们发现右移操作符可以对正数或者负数除以2。其中是取整方式是向0取整,不懂向取整可以点击文章开始的链接。

注意:对于移位操作符,不要移动负数位,这个是标准为定义。

这段话什么意思?看这个:


0bf968d2d665378e93adc91d38f5275a.png

4. 位操作符

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

符号用法;

//&-按位与
//比特位同时为1时才为1
#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  //00000000000000000000000000001010(原反补相同)
  int b = -3;
  //10000000000000000000000000000011(原码)
  //11111111111111111111111111111100(反码)
  //11111111111111111111111111111101(补码)
  int c = a & b;
  //00000000000000000000000000001010(a)
  //11111111111111111111111111111101(b)
  //00000000000000000000000000001000=8(补码)(最高符号位是0,所以是正数,补码=原码)
  //
  printf("%d\n", c);
  return 0;
}
//|-按位或
//比特位同时为0时才为0
#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 5;
  //00000000000000000000000000000101 (5的原码也是补码)
  int b = -2;
  //10000000000000000000000000000010 (-2的原码)
  //11111111111111111111111111111101(-2的反码)
  //11111111111111111111111111111110(-2的补码)
  int c = a | b;
  //-2的补码|5的补码
  //11111111111111111111111111111111 (c的补码)
  //11111111111111111111111111111110(反码)
  //10000000000000000000000000000001=-1 (原码)
  printf("%d\n", c);
  return 0;
}
//按位异或
//比特位相同为0,不同为1
#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = -8;
  //10000000000000000000000000001000 (-8的原码)
  //11111111111111111111111111110111(-8的反码)
  //11111111111111111111111111111000 (-8的补码)
  int b = 6;
  //00000000000000000000000000000110(6的原码,也是补码)
  int c = a ^ b;
  //-8的补码^6的补码
  //11111111111111111111111111111110(c的补码)
  //11111111111111111111111111111101(反码)
  //10000000000000000000000000000010=-2(原码)
  printf("%d\n", c);
  return 0;
}

4.1 练习:不能创建临时变量(第三个变量),实现两个数的交换

方法一(用按位异或来解决):

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  //00000000000000000000000000001010(原码=补码)
  int b = 20;
  //00000000000000000000000000010100(原码=补码)
  a = a ^ b;
//a^b=00000000000000000000000000011110=30=a
  b = a ^ b;
  //b=0000000000000000000000011110(a)^b=00000000000000000000000000001010=10;
  a = a ^ b;
  //a=00000000000000000000000000011110(a)^00000000000000000000000000001010(b)=20(a)
  return 0;
}

方法二(用加法):

int main()
{
  int a = 3;
  int b = 5;
  int c = 0;
  c =a + b;//c=8
  a =c - a;//a=5
  b =c - a;//b=3
  return o;
}

4.2 练习: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

//方法一:
#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;
}
//方法二:
#include <stdio.h>
int main()
{
  int num = -1;
  int i = 0;
  int count = 0;//计数
  for (i = 0; i < 32; i++)
  {
    if (num & (1 << i))
      count++;
  }
  printf("二进制中1的个数 = %d\n", count);
  return 0;
}
 //方法三:
 #include <stdio.h>
int main()
{
  int num = 3;
  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;
}

5. 赋值操作符

这里再提一次:初始化和赋值的区别:初始化是创建变量的同时给定一个值,赋值时创建变量后对其给定一个值。

如:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a;
    a = 20;//这是赋值
    int b = 10;//这是初始化
    return 0;
}

5.1 连续赋值问题

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 5;
  int c = 0;
  c = a = b + 8;
  printf("%d\n", c);
  return 0;
}//最终输出13
#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  int b = 5;
  int c = 0;
  a = b + 8;
  c = a;
  printf("%d\n", c);
  return 0;
}最终输出13

通过上述两段代码可以看出:

连续赋值的阅读体验极差,往往给人一种不想看的感觉。

5.2 复合赋值符

+=、-=、*=、/=、%=、>>=、<<=、&=、|=、^=

看一例子吧:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int c = 0;
    c = c + 10;
   //c += 10;(相当于c = c + 10)
    return 0;
}



















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