高效的操作符使用剖析
操作符
文章目录
- 操作符
- 0.源码、补码、反码、移码
- 1.算数操作符
- 2.移位操作符
- 3.位操作符
- 4.赋值操作符
- 5.单目、多目操作符
- 6.关系操作符
- 7.逻辑操作符
- 8.条件操作符
- 9.逗号表达式
- 10.下标引用、函数调用、结构成员操作符
- 11.表达式求值与算术转换
- 12.操作符的三大属性
0.源码、补码、反码、移码
正整数：原码、反码、补码相同
负整数：原码、反码、补码不同，要计算
整数在内存中存储的是补码
移码一般用在浮点数取数大小上，不太重要
1.算数操作符
算术操作符：+ - * / %易错重点：
①：
除了 % 操作符之外，其他的几个操作符可以作用于整数和浮点数②：
对于 / 操作符如果两个操作数都为整数，执行整数除法。而只要有浮点数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。返回的是整除之后的余数举例：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <stdio.h> int main() { int a = 10, b = 20, c = 15; printf("a=%d b=%d c=%d\n", a, b, c); printf("a+b=%d\n", a + b); printf("a-b=%d\n", a - b); printf("a*b=%d\n", a * b); printf("a/b=%d\n", a / b); printf("b/c=%d\n", b / c); printf("b模c=%d\n", b%c); return 0; }
2.移位操作符
移位操作符分为：左移操作符、右移操作符—
移位操作符没有负数
左移操作符 移位规则：左边抛弃、右边补0
右移操作符 移位规则：分为两种（逻辑移位、算术移位）—默认算术右移
二进制、八进制、十六进制可以用移位运算符快速计算
3.位操作符
0为假，1为真& —按位(二进制)与 —
同真为真| —按位(二进制)或 —
同假为假^ —按位(二进制)异或 —
相同为假，相异为真
他们的操作数必须是整数
规则：本身异或两次，值不变—第一次异或，二进制全为0，第二次异或，二进制为本身—同为0，异为1//实际用法：不创建临时变量，实现两数的交换---规则：同一个数相互异或两次，值不变 #include <stdio.h> int main() { int a = 10; int b = 20; printf("a=%d b=%d\n",a,b); a = a^b; b = a^b;//本质：b=a^b^b---b=a^0---b=a a = a^b;//本质：a=a^b^a---a=b printf("a = %d b = %d\n", a, b); return 0; }
4.赋值操作符
赋值操作符是一个很棒的操作符，他可以让你得到一个你之前不满意的值,也就是你可以给自己重新赋值
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <stdio.h> int main() { int high = 160;//高度 high = 180;//不满意就赋值 printf("high=%d\n", high); int age = 0; int age2 = 20; age = age2 = 30;//连续赋值---这种写法不好，一般不这样用 printf("age=%d\n", age); return 0; }
赋值运算符中的左值、右值问题：
左值：是可以放在等号左边的，一般是一块空间—左值是空间
右值：是可以放在等号右边的，一般是一个值或者一块空间的内容—右值是值或空间内容左右值问题在指针的时候会体现的尤为重要，这也是很多人理解不了链表的删除与插入的问题所在
5.单目、多目操作符
单目、多目操作符：有几个操作符就是几目操作符—！只有一个操作符是单目操作符—&有两个操作符是双目操作符—?:有三个操作符是三目操作符
6.关系操作符
7.逻辑操作符
逻辑操作符分为：逻辑与、逻辑或
&& 逻辑与
|| 逻辑或区分逻辑与和按位与：逻辑操作符只关注真假、位操作符关注二进制
1&2----->0 解释：这里是进行1和2二进制的按位与，结果为0
1&&2---->1 解释：这里非0表示真，逻辑与关注真假，结果为1
区分逻辑或和按位或：逻辑操作符只关注真假、位操作符关注二进制
1|2----->3
1||2---->1
重点注意：
1.&&运算，如果左操作数为假，右边不计算举例：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <stdio.h> int main() { int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4; i = a++ && ++b && d++;//这里a为0，判断为假，后面代码都不执行了 printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\nd=%d\n", a, b, c, d); return 0; }
2.||运算，如果左操作数为真，右边不计算举例：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <stdio.h> int main() { int i = 0, a = 1, b = 2, c = 3, d = 4; i = a++ || ++b || d++; printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\nd=%d\n", a, b, c, d); return 0; }
8.条件操作符
条件操作符其实就是三目操作符—
exp1 ? exp2 : exp3—exp1为真，执行exp2，为假，执行exp3举例：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <stdio.h> int main() { int a = 2; int b = (a > 5 ? 2 : 4);//a如果大于5，则b=2，否则b=4 printf("b=%d\n", b);//结果输出4 return 0; }
9.逗号表达式
逗号表达式，就是用逗号隔开的多个表达式
逗号表达式，从左向右依次执行。整个表达式的结果是最后一个表达式的结果举例：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <stdio.h> int main() { int a = 3; int b = 5; int c = 6; int d = (a += 2, b = a - c, c = a + 2 * b);//最终结果是最后一个表达式的结果---这里a=5，b=-1，c=5-2=3 printf("d=%d\n", d); return 0; }
10.下标引用、函数调用、结构成员操作符
Ⅰ：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;//实用下标引用操作符。 //[ ]的两个操作数是arr和9。Ⅱ：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，剩余的操作数就是传递给函数的参数
#include <stdio.h> void test1() { printf("hello world\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 world"); //实用（）作为函数调用操作符 return 0; }Ⅲ：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; }
11.表达式求值与算术转换
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
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类型转换分为：隐式类型转换(整形提升)、显式类型转换(算术转换)
Ⅰ 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------这里也解释了为什么char底层是int以及char与int的直接转换
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <stdio.h> int main() { //算的时候先整形提升为int类型，然后发生截断为char类型 char a = 5;//0000 0101---原码值：5 char b = 126;//0111 1110---原码值：126 char c = a + b;//1000 0011---原码值：131 printf("c=%d\n", c);//这里发生整形提升 //过程：1000 0011---c的原码 //整形提升为int：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0011---c的原码 //转化为补码存入内存：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1101---c的补码 //补码代表的值：-125(0111 1101代表125，首部1代表负数) //溢出计算法： //结果为-125---原因：char范围是-128~127，到了127就从-128开始计算，-128+3=-125 //如此计算的原因是：二进制进位按照溢出循环表顺时针走，正数最大走完，理所当然是从负数最大开始 return 0; }
整形提升的理解：整形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举例：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <stdio.h> int main() { char a = 0xb6; short b = 0xb600; int c = 0xb6000000; if (a == 0xb6)//char存不下，发生整形提升，值不一样了 printf("a"); if (b == 0xb600)//short存不下，发生整形提升，值不一样了 printf("b"); if (c == 0xb6000000)//不发生整形提升 printf("c");//结果打印c return 0; }
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <stdio.h> int main() { //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，提升为int,所以sizeof(+c) 是4个字节 char c = 1; printf("%u\n", sizeof(c)); printf("%u\n", sizeof(+c)); printf("%u\n", sizeof(-c)); return 0; }
算术转换：也称为显示类型转换
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
算术转换要合理，要不然会有一些潜在的问题，比如下面：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <stdio.h> int main() { float f = 3.14; int num = f;//算术转换，会有精度丢失---float转int printf("num=%d\n", num); return 0; }
12.操作符的三大属性
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举例：表达式—
a*b+c*d+e*f
总结：
- 结合方向只有三个是从右往左，其余都是从左往右—
从右往左：单目运算符、三目运算符、=+运算符 的运算符- 所有双目运算符中只有赋值运算符的结合方向是从右往左
- 另外两个从右往左结合的运算符也很好记，因为它们很特殊：一个是单目运算符，一个是三目运算符
- C语言中有且只有一个三目运算符—exp1?exp2:exp3
- 逗号运算符的优先级最低，要记住
- 此外要记住，对于优先级：
算术运算符 > 关系运算符 > 逻辑运算符 > 赋值运算符。逻辑运算符中“逻辑非 !”除外
