C语言一操作符详解（各操作符介绍，表达式求值）

Posted 2021-05-17 SuchABigBug

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博观而约取，厚积而薄发。——《杂说送张琥》

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操作符分类

• 一、算术操作符
• 二、移位操作符
• • 1. 左移操作符规则
  • 2. 右移操作符规则
  • • I、逻辑右移
    • II、算术右移
• 三、位操作符
• 四、赋值操作符
• 五、单目操作符
• 六、关系操作符
• 七、逻辑操作符
• 八、条件操作符
• 九、逗号表达式
• 十、下标引用、函数调用和结构成员

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一、算术操作符

+	-	 *	 /	 %

注意事项：

除了此符号 % 外，其他可用于整数和浮点数
% 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。
对于操作符 / 如果两个操作数都为整数，执行整数除法。只要有符点数那么执行的就是符点数除法

这里的加和减没什么好说的但需要注意一下int的范围为-2³¹ ~ 2³¹-1，
也就是[-2147483648, 2147483647];

举例论证：

int a = 2147483647;
int b = 1;
printf("a + b = %d \\n", a + b); //a + b = -2147483648

int a1 = -2147483648;
int b1 = 1;
printf("a1 - b = %d \\n", a1 - b1 ); //a1 - b = 2147483647

对于除法如果用int进行接收那么即使有小数也会转换成整数，此时我们需要用double或者float类型进行接收，值也需要是浮点数

double a = 10.0;
double b = 3.0;
printf("a / b = %f\\n", a / b); // a / b = 3.333333

二、移位操作符

<< 左移操作符 
>> 右移操作符

1. 左移操作符规则

上述num向左移动一个位，最左边丢弃一个0， 最右边补一个0

2. 右移操作符规则

I、逻辑右移

逻辑移位，左边补0，右边丢弃

II、算术右移

算术移位，左边用用原该值的符号位填充，右边丢弃

拿-1举例子：

-1存放在内存中是二进制的补码

整数的二进制表示形式有三种
原码：直接根据数值写出的二进制序列
反码：原码的符号位不变，其他位按位取反就是反码
补码：反码+1

-1的原反补：
原码：1000000 00000000 00000000 00000001
反码：1111111 11111111 11111111 11111110
补码：1111111 11111111 11111111 11111111

如果是逻辑右移，那么按照补码来看，最右边的1丢弃，最左边补0，就变成了一个非常大的数。
如果是算术右移，那么右边丢弃1，左边补1

三、位操作符

按位与 ---> &  		举例：0 & 0 = 0,  1 & 0 = 0, 1 & 1 = 1 
按位或 ---> |  		举例： 0 | 0 = 0, 0 | 1 = 1, 1 | 1 = 1 
按位异或 ---> ^ 		举例： 0 ^ 0 = 0, 0 ^ 1 = 1, 1 ^ 1 = 0 

一道面试题：不能创建临时变量（temp），如何实现两个数的转换？

int a = 10;
int b = 20;
a = a + b;
b = a - b;
a = a - b;
printf("a is : %d \\n", a); // a is 20
printf("b is : %d \\n", b); // b is 10
//======================================
//========== 上述代码相加可能溢出 =========
//======================================
int x = 3;
int y = 5;
x = x ^ y;
y = x ^ y;
x = x ^ y;
printf("x is : %d \\n", x); // x is 5
printf("y is : %d \\n", y); // y is 3

有的人可能会想到两个数相加，但这不是最好的答案，因为我们在算术操作符中提到过int最大为2³¹-1，考虑溢出，我们用异或来进行计算，我们来具体分析一下两个数是如何进行转换的

整数3用二进制表示为：011
整数5用二进制表示为：101

第一次异或： 011 ^ 101 = 110  // 6
第二次异或： 110 ^ 011 = 101  // y = 5
第三次次异或： 110 ^ 101 = 011  // x = 3

其实异或的本质就是相同为0，相异为1，就像上述的交换
实际上就是 x ^ y ^ y，那么第二次异或y和y为0，y得到x的值
相同道理，第三次异或x ^ y ^ x，那么只剩下y，x得到y的值

四、赋值操作符

简单来说，就是把右边的值赋值到左边放进变量进行存储

五、单目操作符

逻辑反操作               !
负值                    -
正值                    +
操作符的类型长度          sizeof
对一个数的二进制按位取反    ~
分为前值、后置            --
分为前值、后置            ++
解引用操作符              *
取地址                   &
及强制类型转换

我们重点看一下取地址符和指针解引用

int a = 5;
printf("%p \\n", &a); 

int* pa = &a;
printf("*pa : %d \\n", *pa);

*pa = 10;
printf("%d \\n", a);

这里的数字5需要存储，a变量在内存中需要开辟空间，开辟一个int型4个字节，而存储的空间则会化分为一个个小的内存单元，每个内存单元都有一个编号，而编号就是内存单元的地址，那么&a就是取a的地址。int* pa ，这里pa是用来存放地址的，pa就是一个指针变量，通过pa里面存放的地址，我们用*pa解引用来获取他所指向对象的值。通过 *pa也可以间接改变所指向a的内存空间的值。

sizeof和数组：


可以看到打印的结果，在传参之前，数组打印出来的sizeof如预期的显示所占空间的大小，但传给函数后进行sizeof打印，结果可能是4，也可能是8。因为数组中传过去的实际上是首元素的地址。那么指向这块内存的就是一个指针，4或者8取决于电脑是32位还是64位的。

六、关系操作符

> , >=
< , <=
!=
== 判断两个数是否相等
= 赋值

七、逻辑操作符

逻辑与 &&
逻辑或 ||

对于&&，如果逻辑与左边的条件为假的话，后面就继续判断了

int a = 0;
int b = 2;
int c = 3;
int i = 0;

i = a++ && ++b && ++c;

printf("a = %d\\n b = %d\\n c = %d\\n", a, b, c); // a = 1, b = 2, c = 3

上述的a为0，先使用后++，先判断a为假，后面就不做判断了，a自增后结束，因此结果为1 2 3

对于||，如果逻辑或左边的条件为真的话，后面就不用算了

int a = 0;
int b = 2;
int c = 3;
int i = 0;

i = a++ || ++b || ++c;

printf("a = %d\\n b = %d\\n c = %d\\n", a, b, c); // a = 1, b = 3, c = 3

结果为a = 1, b = 3, c = 3。可以看到a为后置++，先使用a，a为0，条件为假，a自增，继续向后判断，前值b加加后为3，条件为真，后面就不做判断了，因此结果为 1 3 3

八、条件操作符

三目操作符： a > b ? 1 : 0
这里的意思是a大于b吗？true返回1，否则为0

九、逗号表达式

逗号表达式应用场景：要从左向右依次计算，但是整个表达式的结果传给变量以最后一个为准。

int a = 10;
int b = 20;
int c = 30;

int d = (c +=20, a = c + 50, b /= 5, c+=a); 
printf("d is %d \\n", d); //d is 150

十、下标引用、函数调用和结构成员

1. [ ]下标引用操作符 ，操作数：一个数组名+一个索引值
2. 函数调用操作符( ) ，一个函数callFunc( )
3. 结构成员访问操作符分两种 . 和 ->

struct student{
    char* name;
    char gender;
    int age;
};

int main(int argc, const char * argv[]) {

    struct student henry = {"Leetcode King", 'M', 18};
    printf("Student Name : %s \\n", henry.name);
    printf("Student Gender : %c \\n", henry.gender);
    printf("Student Age : %d \\n", henry.age);

    struct student* ptr = &henry;

    // printf("Student Name : %s \\n", (*ptr).name);
    // printf("Student Gender : %c \\n", (*ptr).gender);
    // printf("Student Age : %d \\n", (*ptr).age);

    //下面为简化后
    printf("Student Name : %s \\n", ptr->name);
    printf("Student Gender : %c \\n", ptr->gender);
    printf("Student Age : %d \\n", ptr->age);
	
	return 0;
}

我们可以用.进行成员名访问，也可以创建结构体指针进行成员名的访问(*ptr)，为了更加简单明了我们可以用->进行成员访问。

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