c语言:操作符详解(上)

慈云数据 1年前 (2024-03-19) 技术支持 66 0

目录

  • 一、操作符的分类
  • 二、二进制和进制转换
    • 1.2进制转10进制
    • 2.10进制转2进制
    • 3.2进制转8进制
    • 4.2进制转16进制
    • 三、原码、反码、补码
    • 四、算术操作符+、-、*、/、%
      • 1.**`+`和`-`**
      • 2.`*`
      • 3.`/`
      • 4.`%`
      • 五、移位操作符
        • 1.左移操作符
        • 2.右移操作符
        • 六、位操作符:&、|、^、~
        • 七、赋值操作符:=和复合赋值
          • 1.连续赋值
          • 2.复合赋值符
          • 八、 单目操作符
            • 1.逻辑反操作符 !
            • 2.自增和自减操作符 ++、--
            • 3.取地址操作符 & 与解引用操作符 *
              • (1)取地址操作符
              • (2)指针变量
              • (3)解引用操作符
              • 4.正负号操作符+、-
              • 5.sizeof操作符
              • 6.强制类型转换(类型)

                一、操作符的分类

                • 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: > 、>= 、hello,宝子们!今天先介绍前半部分操作符,操作符中有一些操作符和二进制有关系,我们先铺垫一下二进制和进制转换的知识。

                  二、二进制和进制转换

                  其实我们经常能听到2进制、8进制、10进制、16进制这样的讲法,那是什么意思呢?其实2进制、8进制、10进制、16进制是数值的不同表示形式而已。

                  比如:数值15的各种进制的表示形式:

                  15的2进制 :1111
                  15的8进制 :17
                  15的10进制:15
                  15的16进制:F
                  

                  我们重点介绍一下二进制:

                  首先我们还是得从10进制讲起,其实10进制是我们生活中经常使用的,我们已经形成了很多尝试:

                  • 10进制中满10进1
                  • 10进制的数字每一位都是0~9的数字组成,其实二进制也是一样的
                  • 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,那么 1101 就是二进制的数字了。

                    1.2进制转10进制

                    其实10进制的123表示的值是一百二十三,为什么是这个值呢?其实10进制的每⼀位是权重的,10进制的数字从右向左是个位、十位、百位…,分别每一位的权重是 10 ,10 ,10 …

                    如下图:

                    在这里插入图片描述

                    2进制和10进制是类似的,只不过2进制的每一位的权重,从右向左是: 2 ,2 ,2 …

                    如果是2进制的1101,该怎么理解呢?

                    在这里插入图片描述

                    2.10进制转2进制

                    在这里插入图片描述

                    3.2进制转8进制

                    8进制的数字每一位是0到7的,0~7的数字,各自写成2进制,最多有3个2进制位就足够了,比如7的二进制是111,所以在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。

                    在这里插入图片描述

                    4.2进制转16进制

                    16进制的数字每⼀位是0到9,a到f的数字,各自写成2进制,最多有4个2进制位就足够了,比如f的二进制是1111,所以在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个二进制位的直接换算。

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

                    在这里插入图片描述

                    三、原码、反码、补码

                    整数的2进制表示方法有三种,即原码、反码和补码

                    有符号整数的三种表示方法均有符号位和数值位两部分,2进制序列中,最高位的1位是被当做符号位,剩余的都是数值位。

                    符号位都是用0表示“正”,用1表示“负”。

                    正整数的原、反、补码都相同。

                    负整数的三种表示方法各不相同。

                    原码: 直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制得到的就是原码。

                    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。

                    反码得到原码也是可以使用:取反,+1的操作。

                    对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码。

                    为什么呢?

                    计算机系统中,数值⼀律用补码来表示和存储。原因在于,使用补码,可以将符号位和数值域统一处理;同时,加法和减法也可以统一处理(CPU只有加法器)此外,补码与原码相互转换,其运算过程是相同的,不需要额外的硬件电路。

                    四、算术操作符+、-、*、/、%

                    在写代码时候,一定会涉及到计算。

                    C语言中为了方便运算,提供了一系列操作符,其中有一组操作符叫:算术操作符。分别是: + - */ % ,这些操作符都是双目操作符。

                    注:操作符也被叫做:运算符,是不同的翻译,意思是一样的。

                    1.+和-

                    +和-用来完成加法和减法。

                    +和-都是有2个操作数的,位于操作符两端的就是它们的操作数,这种操作符也叫双目操作符。

                    #include 
                    int main()
                    {
                    	int x = 4 + 22;
                    	int y = 61 - 23;
                    	printf("%d\n", x);
                    	printf("%d\n", y);
                    	return 0;
                    }
                    

                    2.*

                    运算符 * 用来完成乘法。

                    #include 
                    int main()
                    {
                    	int num = 5;
                    	printf("%d\n", num * num); // 输出 25
                    	return 0;
                    }
                    

                    3./

                    运算符 / 用来完成除法。

                    除号的两端如果是整数,执行的是整数除法,得到的结果也是整数。

                    #include 
                    int main()
                    {
                    	float x = 6 / 4;
                    	int y = 6 / 4;
                    	printf("%f\n", x); // 输出 1.000000
                    	printf("%d\n", y); // 输出 1
                    	return 0;
                    }
                    

                    上面示例中,尽管变量 x 的类型是 float (浮点数),但是 6 / 4 得到的结果是 1.0 ,而不是1.5 。原因就在于C语言里面的整数除法是整除,只会返回整数部分,丢弃小数部分。

                    如果希望得到浮点数的结果,两个运算数必须至少有一个浮点数,这时C语言就会进行浮点数除法。

                    #include 
                    int main()
                    {
                    	float x = 6.0 / 4; // 或者写成 6 / 4.0
                    	printf("%f\n", x); // 输出 1.500000
                    	return 0;
                    }
                    

                    上面示例中, 6.0 / 4 表示进行浮点数除法,得到的结果就是 1.5 。

                    再看⼀个例子:

                    #include 
                    int main()
                    {
                    	int score = 5;
                    	score = (score / 20) * 100;
                    	return 0;
                    }
                    

                    上面的代码,你可能觉得经过运算, score 会等于 25 ,但是实际上 score 等于 0 。这是因为score / 20 是整除,会得到⼀个整数值 0 ,所以乘以 100 后得到的也是 0 。

                    为了得到预想的结果,可以将除数 20 改成 20.0 ,让整除变成浮点数除法。

                    #include 
                    int main()
                    {
                    	int score = 5;
                    	score = (score / 20.0) * 100;
                    	return 0;
                    }
                    

                    4.%

                    运算符 % 表示求模运算,即返回两个整数相除的余值。这个运算符只能用于整数,不能用于浮点数。

                    #include 
                    int main()
                    {
                    	int x = 6 % 4; // 2
                    	return 0;
                    }
                    

                    负数求模的规则是,结果的正负号由第⼀个运算数的正负号决定。

                    #include 
                    int main()
                    {
                    	printf("%d\n", 11 % -5); // 1
                    	printf("%d\n",-11 % -5); // -1
                    	printf("%d\n",-11 % 5); // -1
                    	return 0;
                    }
                    

                    上面示例中,第⼀个运算数的正负号( 11 或 -11 )决定了结果的正负号。

                    五、移位操作符

                    注:移位操作符的操作数只能是整数。

                    1.左移操作符

                    移位规则:左边抛弃、右边补0

                    #include 
                    int main()
                    {
                    	int num = 10;
                    	int n = num
                    	int num = 10;
                    	int n = num1;
                    	printf("n= %d\n", n);
                    	printf("num= %d\n", num);
                    	return 0;
                    }
                    

                    在这里插入图片描述

                    在这里插入图片描述

                    警告⚠ :对于移位运算符,不要移动负数位,这个是标准未定义的。

                    例如:

                    int num = 10;
                    num>>-1; //error
                    

                    六、位操作符:&、|、^、~

                    位操作符有:

                    • & 按位与:双目操作符,参与运算的两个值,转换成2进制,如果两个相应位均为1时,结果位才为1,否则为0。
                    • | 按位或:双目操作符,参与运算的两个值,转换成2进制,如果两个数的相应位有1时,结果就为1。
                    • ^ 按位异或:双目操作符,参与运算的两个值,转换成2进制,如果两个数的相应位相同,为0,否则为1.
                    • ~ 按位取反:单目操作符,参与运算的一个值,转换成2进制,可以将二进制数每个位取反,即0变为1,1变为0。

                      注:他们的操作数必须是整数。

                      直接上代码:

                      #include 
                      int main()
                      {
                      	int num1 = -3;
                      	int num2 = 5;
                      	printf("%d\n", num1 & num2);
                      	printf("%d\n", num1 | num2);
                      	printf("%d\n", num1 ^ num2);
                      	printf("%d\n", ~0);
                      	return 0;
                      }
                      

                      下来看一道变态的面试题

                      不能创建临时变量(第三个变量),实现两个数的交换。

                      相信这道题目大家都会,但是来见证一下更加新奇的一种思路吧,一定会让你脑洞大开的。

                      #include 
                      int main()
                      {
                      	int a = 10;
                      	int b = 20;
                      	a = a^b;
                      	b = a^b;
                      	a = a^b;
                      	printf("a = %d b = %d\n", a, b);
                      	return 0;
                      }
                      

                      练习1: 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。

                      参考代码:
                      //⽅法1
                      #include 
                      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;
                      }
                      //思考这样的实现方式有没有问题?
                      //⽅法2:
                      #include 
                      int main()
                      {
                      	int num = -1;
                      	int i = 0;
                      	int count = 0; //计数
                      	for(i=0; i
                      	int a = 13;
                      	a = a | (1
                      	int flag = 0;
                      	if(!flag)
                      	{
                      		printf("do something\n");
                      	}
                      	return 0;
                      }
                      
                      	int a=1;
                      	printf("%p,"&a);
                      	return 0;
                      }
                      
                      	int a=1;
                      	int*pa=&a;
                      	return 0;
                      }
                      
                      	int a=1;
                      	int*pa=&a;
                      	*pa=0;
                      	return 0;
                      }
                      
                      int a = 10;
                      printf("%zd\n", sizeof(a));
                      printf("%zd\n", sizeof a); //a是变量的名字,可以省略掉sizeof后边的()
                      printf("%zd\n", sizeof(int));
                      printf("%zd\n", sizeof(3 + 3.5));
                      return 0;
                      }
                      
                      printf("%zd ", sizeof(char));
                      printf("%zd ", sizeof(_Bool));
                      printf("%zd ", sizeof(short));
                      printf("%zd ", sizeof(int));
                      printf("%zd ", sizeof(long));
                      printf("%zd ", sizeof(long long));
                      printf("%zd ", sizeof(float));
                      printf("%zd ", sizeof(double));
                      printf("%zd ", sizeof(long double));
                      return 0;
                      }
                      
                      short s = 2;
                      int b = 10;
                      printf("%d\n", sizeof(s = b+1));
                      printf("s = %d\n", s);
                      return 0;
                      }
                      
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