【c语言初阶】操作符全面知识总结

2024-02-27 1679阅读

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操作符详解

操作符种类

算术操作符
移位操作符
位操作符
编程题：两数交换多种解法
编程题：求一个数在内存中二进制数1的个数
赋值操作符
单目操作符
关系操作符
编程题：谁是凶手
逻辑操作符
一道笔试题
条件操作符
逗号表达式
下标引用、函数调用和结构体成员访问操作符
操作符的属性

操作符优先级、结合顺序、是否控制求值顺序
表达式求值

隐式类型转换（整形提升）

算术转换

铁汁们，今天给大家分享一篇操作符全面知识总结，来吧，开造⛳️

操作符种类

算术操作符

+（加）、-(减）、*（乘）、/（除）、%（求余）

注意点：

1.%操作符中的操作数必须都为整数，返回的是除法中余数的部分。

2./：分为整数除法和小数除法；

整数除法：操作数都为整数，返回的是除法中商的部分，结果值为整数；

小数除法：操作数至少有一个为浮点数，返回的是除法运算的具体值，结果值为小数。

3.其他操作符的两个操作数既可以是整数，也可以是小数。

4.%几范围：0~几-1。

实际应用：%与 / 相互搭配可以得到一个数的每一位（一个几进制数%几就可得到该数的最低位）。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int main()
{
	int n = 1234;
	while (n)
	{
		printf("%d ", n % 10);
		n /= 10;
	}
	return 0;
}

移位操作符

(右移操作符)

1.左移操作符：移位规则：

逻辑右移，左边用0补充，右边直接丢弃；

算术右移：左边用该值的原符号位填充，右边直接丢弃。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int main()
{
	int i = -2;
	printf("%d\n", i >>2 );
	printf("%d\n", i);
	return 0;
}

C语言没有明确规定到底是算术右移还是逻辑右移，一般编译器下采用的是算术右移。（此处博主是使用VS2019编译器，右移时为算术右移）

注意点：

1.操作数只能是整数。

2.移动的是二进制数（移动的是补码）。

3.不会改变操作数的值，改变的是含操作符的表达式值，eg：见上图。

4.一般来说，左移相当于乘2的实际效果，右移相当于除2的实际效果。

5.对移位运算符，不能移动负数位，这个是标准未定义的（语言标准支持，取决于编译器）。

实际应用：让二进制中的某一位来到自己所想到达的那一位上，在一定的范围内。最多只能移动31位（移位操作符只可以操作数值位，不能操作符号位，若移动32位，则数值位全部被清空了，只剩下符号位了，则运算无意义）。

位操作符

&（按位与）、|（按位或）、^(按位异或）

&：两操作数同为1才为1，有一个0则为0，全0则为0。

|：两操作数有一个1则为1，全1则为1，全0才为0。

^：两操作数对应位数字相同则为0，相异则为1

注意点：

1.操作数必须为整数。

2.操作的对象为二进制数（操作的是补码）。

按位异或的两个重要结论：

a.按位异或符合交换律；

b.一个数与它本身按位异或结果为0，一个数与0按位异或结果为它本身；

编程题：两数交换多种解法

方法一：创建临时变量（效率高）

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d %d", &a, &b);
	printf("交换前a=%d ,b=%d\n", a, b);
	int tmp = a;
	a = b;
	b = tmp;
	printf("交换后a=%d ,b=%d\n", a, b);
	return 0;
}

方法二:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d %d", &a, &b);
	printf("交换前a=%d ,b=%d\n", a, b);
	a = a + b;
	b = a - b;
	a = a - b;
	printf("交换后a=%d ,b=%d\n", a, b);
	return 0;
}

缺点：此处会造成数据溢出现象，当a和b的值均很大但都未超过整形最大范围数，a+b的值可能超过32位，数据溢出，发生截断现象，使得结果错误。

截断：在C语言中，截断是从高位开始截断，当将一个整型数截断为较小的整型数时，将从高位开始截取，即只保留低位部分，高位部分会被丢弃。例如，将一个32位整型数截断为16位整型数，只会保留低16位，并丢弃高16位。

方法三：利用按位异或的两个重要结论

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d %d", &a, &b);
	printf("交换前a=%d ,b=%d\n", a, b);
	a = a ^ b;  
	b = a ^ b;  //等价于a^b^b=a
	a = a ^ b;  //等价于a^b^a=b
	printf("交换后a=%d ,b=%d\n", a, b);
	return 0;
}

编程题：求一个数在内存中二进制数1的个数

方法一：根据%10、/10相互搭配使用，可以得到十进制数的每一位，从而%2、/2相互搭配使用就可以得到二进制的每一位

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int main()
{
	int a = 0;
	int count = 0;
	scanf("%d", &a);
	while (a)
	{
		if (a % 2 == 1)
		{
			count++;
		}
		a /= 2;
	}
	printf("count=%d", count);
	return 0;
}

缺点：仅适用于求正数中二进制数1的个数，不适用于负数。

方法二：一个整数&1可以获得该整数的二进制序列最低位

思路：先获得二进制序列的每一位、在判断该位是否为1、为1计数器加1

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int main()
{
	int a = 0;
	int count = 0;
	scanf("%d", &a);
	int i = 0;
	for (i = 0; i > i) & 1== 1)  //获取二进制数序列的每一位
		{
			count++;
		}
	}
	printf("count=%d", count);
	return 0;
}

不足：此处需要循环32次，效率低

方法3：最优解a&（a-1)

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int main()
{
	int a = 0;
	int count = 0;
	scanf("%d", &a);
	while (a)
	{
		a = a & (a - 1);   //每进行一次此操作，二进制数序列最右边的1会丢掉，变为0
		count++;
	}
	printf("count=%d", count);
	return 0;
}

赋值操作符

赋值操作符： =

意义：可以让你改掉之前不满意的初值，重新给其赋值。、

一般赋值操作符可以连续使用，但在变量初始化时，不可以连续使用。

错误结果：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	int c = 30;
	a = b = c = 10;
	printf("a=%d b=%d c=%d", a, b, c);
	return 0;
}

复合赋值符：+=、-=、*=、/=、%=、=、&=、|=、^=

意义：可以达到复合的效果。eg:a+=b; 等价于a=a+b。

单目操作符

注意：sizeof 与strlen的区别:

1.sizeof是操作符、strlen是库函数。

2.sizeof计算的是类型或者变量所占内存空间的大小，单位是字节，适用于任何类型，不关注具体存放在内存中的数据内容。

3.strlen是求字符串长度，只能针对于字符串，计算是在 '\0’之前字符的个数，关注具体存放在内存中的数据内容。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 
void test1(int arr[])  //首元素的地址
{
	printf("%d\n", sizeof(arr));     //(4) 此处arr为首元素的地址
}
void test2(char ch[])  //首元素的地址
{
	printf("%d\n", sizeof(ch));    //(5) 此处ch为首元素的地址
}
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	char ch[10] = { 0 };
	printf("%d\n", sizeof(arr));         //(1) 此处arr为整个数组
	printf("%d\n", sizeof(ch));         //(2) 此处ch为整个数组
	printf("%d\n", sizeof(int [10]));  //(3) 此处int [10]为数组的类型
	test1(arr); 
	test2(ch);
	return 0;
}

关系操作符

、==(等于）、=(大于等于）、！=（不相等）

只能适用于适合的类型，对于字符串、结构体类型比较大小不适用

关系操作符"逻辑"意义，满足比较关系，则值为1，否则值为假，常用if进行搭配使用。

编程题：谁是凶手

思路：if与关系操作符相互搭配使用，不符合比较关系，值为0，符合关系比较，值为1

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int main()
{
	char killer = 0;
	for (killer = 'A'; killer 
		if ((killer != 'A ') + (killer == 'C') + (killer == 'D') +( killer != 'D') == 3)
		{
			printf("killer=%c", killer);
			break;
		}
	}
	return 0;
}

	int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4,j=0,e=0,f=2,g=3,h=4;
	i = a++ && ++b && d++;
	j = e++||++f||h++;
	printf("a = %d  b = %d  c = %d  d = %d\n", a, b, c, d);
	printf("e = %d  f = %d  g = %d  h = %d\n", e, f, g, h);
	return 0;
}

	int a = 1, b = 0, c = 0;
	c = (a  b, a = a + b, a++, b = a++);
	printf("c=%d\n", c);
	return 0;
}

#include
int main()
{
    a = get_val();
    count_val(a);
    while (a > 0)
   {
     a = get_val();
     count_val(a);
   }
   return 0;
}

改写成逗号表达式，避免了数据冗余

#include
int main()
{
   while(a = get_val(),count_val(a),a>0)  //逗号表达式，从左到右，依次进行计算
   {
       ;
   }
   return 0;
}

下标引用、函数调用和结构体成员访问操作符

[ ]（下标引用操作符）

常用于数组和指针中，操作数有两个，一个为数组名、另一个下标值，[ ]通过操作数来访问下标所对应的元素值。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 
int main()
{
	int arr[4][3] = { { 1,2,3 }, { 4, 5, 6 }, { 7, 8, 9 }, { 10,11,12 } };
	int i = 0;
	for (i = 0; i  
注意点：
下标值只能从0开始，下标值的范围为0到数组大小-1；
指针变量[整数]==*(指针变量+/-整数）。 
 
 （）（函数调用操作符） 
 
常用于函数调用中，操作数有一个或多个，函数名、函数参数（但有些函数参数为无参void）。 
 
 ->和 .（ 结构体成员变量访问操作符） 
 
结构体指针变量->结构体成员变量名
结构体变量.结构体成员变量名 
结构体指针用来存储结构体变量的地址，通过该操作符，对变量中的成员进行访问，可以拿到那个变量中成员变量的值。 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 
struct Stu
{
	char name[10];
	int age;
	char sex[5];
	double score;
};
void set_age1(struct Stu stu) 
{
	stu.age = 16;
}
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);  //传值调用
	set_age2(pStu);  //传址调用
	printf("%d %d", stu.age, pStu->age);
	return 0;
}
 
 
操作符的属性 
操作符优先级、结合顺序、是否控制求值顺序 
如下图：
 
表达式求值 
复杂表达式求顺序有三个影响因素：1.操作符的优先级、2.操作符的结合顺序、3.操作符是否控制求值顺序。 
两个相邻的操作符执行先后顺序：首先看优先级、如果优先级相同时，其次再看结合性。 
一些问题表达式：表达式求值时不能通过操作符的3个属性确定唯一计算路径 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 
int fun()
{
	static int count = 1;
	return ++count;
}
int main()
{
	int answer;
	answer = fun() - fun() * fun();
	printf("%d\n", answer);
	return 0;
}
 
此处只能通过操作符优先级确定乘法比减法先计算，但无法确定乘法两边的函数谁先调用，函数调用顺序不同，则计算的结果也不同
 
隐式类型转换（整形提升） 
整形提升的概念：在c语言中，整形算术运算总是以默认的整形类型的精度进行计算，为了获得这个精度，对于表达式中的字符和短整型操作数在进行整形运算时，就被转化为普通整形int类型。 
整形提升的意义：在计算机中，表达式的运算都是在cpu中相关运算器中执行计算，cpu中整形运算器的操作数规定为int字节长度，同时该长度也是cpu通用寄存器的长度，对于两个char或者short类型进行整形相关运算时，都需要先转化为cpu内整形运算器标准长度，才能被送进cpu内被执行运算。 
整形提升发生条件：对于字节数小于int类型的char、unsigned char、short、unsigned short适用。 
注意一个数发生整形提升时:
a.首先看其自己的类型，若为char、short型，为有符号位，整形提升时看最高位，提升的是符号位.。
b.其次看在打印时，看是以什么格式进行打印，%d是打印有符号位十进制整数（将该数看成有符号数，补码转化为原码在进行打印），%u是打印无符号十进制整数（将该数看成整数，直接转化为十进制进行打印）。 
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 
int main()
{
	char c1 = 5;
	char c2 = 124;
	char c3 = c1 + c2;
	printf("%d\n", c3);
	return 0;
}
 
解析如下图：
 
 
算术转换 
对于大于等于Int类型数据，若某个操作符的两操作数的类型不一致，除非发生一个类型转化为另一个类型，否则就无法进行该操作。 
寻常算术转换图：
强制类型转换：
对于浮点数转化为整形时，无需四舍五入，直接取整数部分。eg:floae a=3.5，int b=(int)a=3。 
铁铁们，操作符全面知识总结就到此结束啦，若博主有不好的地方，请指正，欢迎铁铁们留言，请动动你们的手给作者点个👍鼓励吧，你们的鼓励就是我的动力✨

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操作符详解

操作符种类

算术操作符

移位操作符

位操作符

编程题：两数交换多种解法

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