小边同学强势总结之C语言操作符

Posted 2021-09-05 小边同学:)

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了小边同学强势总结之C语言操作符相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

引：

操作符这部分内容呐，在小边眼里，是看似食之无味，弃之又非常非常可惜的一部分，而且其实是蛮有意思的。
这么讲是因为我个人认为，学校老师把它打散散布在零星各处又不够深入，而如果出题又可能“刁钻”，所以今天拿出来好好总结一下。

正文开始@边通书

一、操作符分类

二、算术操作符

+，-，* 都非常简单，唯一要注意的两点就是乘 * 和取模 %

除号 /

运行结果：

取模 %（整除之后求余数）

三、移位操作符

移位操作符移动的都是内存中的二进制位。
其实对于整数的二进制位有3种表示方法：原码，反码，补码，整数在内存中存储的都是补码。

呀，怕小伙伴忘记先说一下，最高位也就是符号位，正数为0，负数为1奥。

左移操作符<<（相对简单）

1.左移原理剖析

1.左移正数a：

运行结果：

2.左移负数c:

运行结果

2.右移原理剖析

右移操作符>> (其实也没夺复杂啦)

(1)右移正数a:

运行结果：

(2)右移负数a:

运行结果：

可见，vs2013采用的是算术右移（即补符号位），或者说大多数编译器都采用算术右移。
且，算术右移似乎更合适一些，你是负数，右移之后仍为负数。

3.注：

可爱同学写的胡乱代码，如下

四、位操作符

1.原理剖析

按位与&

按位或|

按位异或^

2.典例

那么这些位操作符到底有什么用呢？下面看：

典例1：计算某整数存储在内存二进制位中有多少1？

1.方法一：

代码：

#include<stdio.h>

int main()
{
	int a = 15;
	int count = 0;
	int i = 0;

	for (i = 0; i < 32; i++)
	{
		if (((a >> i) & 1) == 1)
		{
			count++;
		}
	}

	printf("%d\\n", count);
	return 0;
}

运行结果，如我所愿：

3.变态面试题

一道变态的面试题：不创建临时变量（第三个变量），实现两个数交换。

我们最最简单也是最常用的办法：

方法一:加减法

运行结果：

此方法虽满足不创建临时变量的要求，但是有一定问题的：
如果a,b都很大且还在int范围之内，buta = a + b很有可能溢出。依然不是最好的解决方案。

方法二:异或的方法

#include<stdio.h>

int main()
{
	int a = 3;
	int b = 5;

	a = a^b;
	b = a^b;
	a = a^b;

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

运行结果：

原理剖析：
异或这个操作符是很有意思的，它让我想起了集合论与图论里的对称差，那个小三角符号。

然而这种方法实际用的比较少：原因：
1.代码可读性不好,乍一看都不知道什么意思
2.只适用于整形
3.且执行效率低
优点是满足了面试官的需求哈哈哈哈。

五、赋值操作符

赋值操作符是一个很棒的操作符，可以让你得到一个之前不满意的值。
1.连续赋值

2.复合赋值符
a += 2;即为a = a + 2;
a >>= 1;即为a = a>>1;
a &= 1即为a = a & 1,
显然前者更加简洁。

类似的有这些：

+= ，-=，*=， /=，%=，<<=，>>=，&=，|=，^=

六、单目操作符

单目操作符：即为只有一个操作数的操作符

逻辑反！

一般使用场景如下：

正号+ 负号-

比较简单，不多讲

取地址& 解引用*

sizeof

1.作用剖析与 strlen()简单对比

运行结果：

2.sizeof是操作符，不是函数
面试官问你：“小伙子，sizeof是不是函数？”，你说，“是！”，面试官“孩子，回家吧。”哈哈哈哈哈

下面用代码简要说明一下：

3.sizeof 内部的表达式是不参与真实运算的
看看以下代码，小伙伴们觉得结果是什么？

#include<stdio.h>

int main()
{
	int a = 5;
	short s = 10;
	printf("%d\\n", sizeof(s = a + 2));//?
	printf("%d\\n", s);//?
	return 0;
}

运行结果：

原理剖析：

4.sizeof与数组
读以下代码，给出你的结果：

#include <stdio.h>

void test1(int arr[])
{
 	printf("%d\\n", sizeof(arr));//(3)
}
void test2(char ch[])
{
 	printf("%d\\n", sizeof(ch));//(4)
}
int main()
{
	 int arr[10] = {0};
	 char ch[10] = {0};
	 printf("%d\\n", sizeof(arr));//(1)
	 printf("%d\\n", sizeof(ch));//(2)
	 test1(arr);
	 test2(ch);
	 return 0; 
 }

原理剖析：

运行结果：
32位平台：

按位取反~

二进制位全部取反，连符号位也要取反！！！
1.上代码感受一下

运行结果：

调试窗口，看看内存中~a的真实存在：

2.应用场景

++，- -

1.前置++

运行结果：

2.后置++

运行结果：

前置- -，后置- -，都同理，不赘述。
3.不建议研究过于复杂的相关代码

在vs下，运行结果为12；
然而在Linux平台下，gcc编译器算出结果为10，
那么这段代码本身就是错误的，就没有什么必要纠结，也不要写这样的代码。
至于为什么出现这种情况，后文会讲。

强制类型转换（类型）

七、关系操作符

两 同类型 的变量之间比较大小，比较简单，不做赘述

<，>，<=，>=，==，!=

八、逻辑操作符

关注的是真假。

&&，||

1.逻辑与&&
360笔试题：逻辑操作符的短路效果

#include <stdio.h>
int main()
{
    int i = 0,a=0,b=2,c =3,d=4;
    i = a++ && ++b && d++;
    //i = a++||++b||d++;
    printf("a = %d\\n b = %d\\n c = %d\\nd = %d\\n", a, b, c, d);
    return 0; }

程序运行结果为多少？

剖析：左为假，则右边不再计算

举一反三：若将a的初值赋为1呐？

运行结果：

2.逻辑或||
完全类似的题目：

运行结果：

举一反三：若将a初值再改成0呐？

运行结果：

九、条件操作符

（exp1) ? (exp2) : (exp3)

十、逗号表达式

从左向右执行，整个表达式结果是最后一个表达式 的结果。

运行结果：

应用：

十一、下标引用，函数调用和结构成员

1.下标引用

进一步说明[ ] 是操作符：

运行结果：

2.函数调用

3.结构成员

上代码加强理解：

运行结果：

注：

十二、表达式求值

操作符可以说是为表达式而服务的，也影响着表达式的结果，主要体现在以下两方面：
1.表达式求值的顺序 ~ 操作符的优先级和结合性
2.类型转换 ~ 操作数在求值过程中可能需要转化为其他类型

1.隐式类型转换

隐式，即偷偷地，没法实在地看到。
这里要提到整形提升的概念及意义。

1.整形提升是什么？

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。
整形提升规则，按照数据类型的符号位来提升。

2.整形提升的意义
小边从来不喜欢贴大段文字，但在这里觉得很有必要，有助于理解为什么要整形提升。

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。

这可能也是寄存器读写很快的原因。

上代码感受：
看看你觉得结果是多少？

#include<stdio.h>

int main()
{
	char a = 3;
	char b = 127;
	char c = a + b;
	printf("%d\\n", c);
	return 0;
}

运行结果：

有了前面的铺垫，看到这个结果也不会感到震惊。

原理剖析：

巩固练习1：

#include<stdio.h>

int main()
{
	char a = 0xb6;
	short b = 0xb600;
	int c = 0xb6000000;
	if (a == 0xb6)
		printf("a");
	if (b == 0xb600)
		printf("b");
	if (c == 0xb6000000)
		printf("c");
	return 0;
}