十、操作符详解
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1、操作符分类
（1）算术操作符：+、-、*、/、%、
（2）移位操作符：<<、>>、（移动的是二进制位）
（3）位操作符：&、|、^、（也是使用二进制位进行计算）
（4）赋值操作符：=、+=、-=、*=、/=、%=、<<=、>>=、&=、|=、^=、
（5）单目操作符：！、++、--、&、*、+、-、~、sizeof、（类型）、
（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：[]、
（11）函数调用：()、
（12）结构成员访问：，、->、
上述操作符，我们已经学过算术操作符、赋值操作符、逻辑操作符、条件操作符和部分的单目操作符，今天继续介绍一部分，操作符中有一些操作符和二进制有关系。
2、二进制转换
我们经常能听到：2进制、8进制、10进制、16进制，其实2进制、8进制、10进制、16进制是数值的不同表示形式，比如数值15的各种进制的表示形式：
①15的2进制：1111
②15的8进制：17
③15的10进制：15
④15的16进制：F
//16进制的数值之前写：0x
//8进制的数值之前写：0
我们重点介绍一下2进制：
首先要讲二进制先从十进制讲起：
十进制
（1）十进制中满10进1
（2）十进制的数字每一位都是0~9的数字组成，其实二进制也差不多
二进制
（1）二进制中满2进1
（2）二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
十进制123组成：
相加之后得123
二进制1111转十进制：
相加之后得15
八进制17转十进制：
相加之后得15
十六进制转十进制：
2.1二进制转十进制
十进制的123表示的值为123，每一位都是有权重的，每一位权重为10^0、10^1、10^2 ……
二进制同理若有1101（二进制）
2.1.1、十进制转二进制
比如十进制125转二进制：
把余数从下到上拿出来就是125的二进制数1111101
2.2、二进制转八进制和十六进制
2.2.1、二进制转八进制
八进制的数字每一位是0~7的，0~7的数字各自写成二进制，最多有3个二进制位就足够了，比如7的二进制是111，所以在二进制转八进制数的时候，从二进制序列中右边低位开始向左每3个二进制会换算下一个八进制位，剩余不够三个二进制位的直接换算。
若二进制数01101011
2.2.2、二进制转十六进制
3、原码、反码、补码
当我们要把一个数转换成二进制表示时
整数的二进制有3中表示形式（暂时不考虑浮点数）
有符号整数的三种表示方法，均有符号位和数值为两部分，二进制序列中，最高位的1位被当作符号位，剩余的都是数值位
int的长度时四个字节，等于32个bit位
对于unsigned int来说没有符号位，全都为数值位
正整数的原码、反码、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，其他位一次按位取反就可以得到反码。
补码：反码+1得到补码。
补码得到原码也可以使用取反+1的操作：
比如说-10：
整数在内存中存储的是补码的二进制序列，原因在于，使用补码，可以将符号位和数值位统一处理，同时（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程相同，不需要额外的硬件电路。
在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。
4、移位操作符（移动的是二进制位）
<<左移操作符
>>右移操作符
注：移位操作符的操作数只能是整数。
4.1、左移操作符
移位规则：左边抛弃，右边补0
int main()
{
int a = 10;//移动的是存储在内存中的二进制位（补码）
int b = a << 1;//左移一位
printf("b = %d\n",b);
printf("a = %d\n",a);
return 0;
}
int main()
{
int a = -1;
int b = a << 1;
printf("b = %d\n",b);
printf("a = %d\n",a);
return 0;
}
左移一位有乘二的效果。
4.2、右移操作符
移位规则：首先右移运算分两种：
①逻辑右移：左边用0填充，右边丢弃。
②算术右移：左边用原该值的符号位填充，右边丢弃。
int main()
{
int a = -10;
int b = a >> 1;
printf("a = %d\n",a);
printf("b = %d\n",b);
return 0;
}
右移到底采用算术右移还是逻辑右移，是取决于编译器的！
通常采用的都是算术右移
浮点数不能移位
对于移位运算符，不要移动负数位，这个时标准未定义的。
例如：
int a = 10;
a >>= -1;//error5、位操作符：&、|、^、~
① & //按位与
② | //按位或
③ ^ //按位异或
④ ~ //按位取反
注：他们的操作数必须是整数
& --- 按（二进制）位与 && --- 逻辑与
| ---按（二进制）位或 || ---逻辑或
&（按位与）：
int main()
{
int a = 6;
int b = -7;
int c = a & b;//a和b的补码的二进制序列进行运算
printf("c = %d\n",c);
return 0;
}00000000 00000000 00000000 00000110 -- 6的补码
11111111 11111111 11111111 11111001 -- -7的补码
00000000 00000000 00000000 00000000 -- 6 & -7 = 0
规则：二进制位对应的补码如果有0则为0，同时为1才为1；
记忆技巧：&(按位与)长得像&&(并且)所以都为1才为1，有一个0就为0。
|（按位或）：
int main()
{
int a = 6;
int b = -7;
int c = a | b;
printf("c = %d\n",c);
return 0;
}6的补码 00000000 00000000 00000000 00000110
- 7的补码 11111111 11111111 11111111 111111001
c的补码 11111111 11111111 11111111 11111111
c的原码 1000000 00000000 00000000 00000001
规则：只要有1就为1，两个同时位0才为0。
记忆技巧：|(按位或)长得像||(或者)所以有一个1就为1，有两个0才为0。
^（按位异或）
int main()
{
int a = 6;
int b = -7;
int c = a ^ b;
printf("c = %d\n",c);
return 0;
}6的补码 00000000 00000000 00000000 00000110
-7的补码 11111111 11111111 11111111 11111001
c的补码 11111111 11111111 11111111 11111111
c的原码 10000000 00000000 00000000 00000001
规则：a和b补码的二进制位进行运算，相同为0，相异为1。
~（按位取反）
int main()
{
int a = 0;
printf("~a = %d\n",~a);
return 0;
}~按二进制位取反：
0的补码 00000000 00000000 00000000 00000000
不管符号位，全部取反：11111111 11111111 11111111 11111111
小汇总：
&（按位与）-- 有0为0，同1为1
|（按位或）-- 有1为1，同0为0
^（按位异或）-- 相同为0，相异为1
~（按位取反）-- 不管符号位，全部取反
重点：
0 ^ a = a 3 ^ 3 ^ 5 = 5 3 ^ 5 ^ 3 = 5
异或是支持交换律的：
a ^ b ^ a = b b ^ a ^ b = a
不创建新的变量实现a和b的值互换：
方法一：
int main()
{
int a = 3;
int b = 5;
printf("a = %d\n,b = %d\n",a,b);
a = a + b;
b = a - b;
a = a - b;
printf("a = %d\n,b = %d\n",a,b);
return 0;
}方法二：
int main()
{
int a = 3;
int b = 5;
printf("a = %d\n,b = %d\n",a,b);
a = a ^ b;
b = a ^ b;
a = a ^ b;
printf("a = %d\n,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
int count_bit_one(int n);
int main()
{
int input = 0;
scanf("%d",&input);
int ret = count_bit_one(input);
printf("%d",ret);
return 0;
}
int count_bit_one(int num)
{
int count = 0;
while(num)
{
if((num % 2)== 1)
count++;
num /= 2;
}
return count;
}
这样只能计算正整数，如果给一个负数就会出错。
这里我们可以把输入的值，在传参是转换成无符号整型就可以解决当下的问题。
我们换一种思路，是否可以不考虑正负数的问题，比如 -1：
-1：11111111 11111111 11111111 11111111
1：00000000 00000000 00000000 00000001
-1 & 1 ：00000000 00000000 00000000 00000001
若n&1 == 1则其最低位原本就是1
若n&1 == 0则其最低位原本就是0
如果想知道这个数最低位的前一位就可以使用右移符，若想知道全部，可以右移32位
请看如下代码：
int count_bit_one(int num)
{
int i = 0;
int count = 0;
for(i = 0; i < 32; i++)
{
if(((num >> i)& 1)== 1)
{
count++;
}
}
return count;
}
int main()
{
int input = 0;
scanf("%d",&input);
int ret = count_bit_one(input);
printf("%d",ret);
return 0;
} n & (n - 1)
若 n = 11 n = n&（n - 1）
可以发现每执行一次n = n&(n - 1)，n就去掉一个1，这个表达式执行了几次这个n就有几个1.
把n的二进制序列中最右边的1去掉了，下面看代码：
int count_bit_one(int x)
int main()
{
int input = 0;
scanf("%d",&input);
int ret = count_bit_one(input)
printf("%d\n",ret);
return 0;
}
int count_bit_one(int num)
{
int count = 0;
while(num)
{
n = n & (n - 1);
count++;
}
return 0;
}写一个代码判断n是否是2的次方数：
void count_bit_one(int x)
int main()
{
int input = 0;
scanf("%d",&input);
count_bit_one(input);
return 0;
}
void count_bit_one(int n)
{
if(n &(n - 1)== 0)
printf("yes\n");
}
练习二：二进制位置0或置1：编写代码将13的二进制序列的第5位修改为1，然后再改回0。
int main()
{
int input = 0;
int n = 0;
printf("请输入数字，以及要改为1的位数\n");
scanf("%d%d",&input,&n);
input = input | (1 << (n -1));
printf("%d\n",input);
input = input & (~(1 << (n - 1)));
printf("%d\n",input);
return 0;
}6、单目操作符
！、++、--、&、*、+、-、~、sizeof、（类型）、
单目操作符的特点是只有一个操作数，在弹幕操作符中只有&和*没有介绍，这两个操作符，我们放在学习指针的时候学习。
& -- 取地址操作符
* -- 解引用操作符
7、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。
int main()
{
int a = 1;
int b = 2;
int c = (a > b, a = b + 10, a , b = a + 1);
printf("%d\n",c);
return 0;
}8、下标访问[]、函数调用（）
8.1、[]下标引用操作符
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。
int main()
{
printf("hello\n");
return 0;
}上述代码的括号就是函数调用操作符，操作数为printf、“hello\n”
int Add(int x, int y)
{
return x + y;
}
int main()
{
int ret = Add(3,4);
printf("%d\n"ret);
return 0;
}上述代码中Add函数的操作数是Add、3、4。
函数调用操作符最少一个操作数。
9、结构成员访问操作符
9.1、结构体
C语言已经提供了内置类型，如：char、short、int、long、float、double等，但是只有这些内置类型还是不够的，假设想描述学生，描述一本书，这时单一的内置类型是不行的。
结构是一些值的集合，这些值称为成员变量，结构的每个成员可以是不同的变量，如：标量、数组、指针，甚至是其他结构体。
9.1.1结构的声明
struct tag //tag自定义
{
member - list;//成员列表
}variable - list;//变量列表struct Student
{
//成员变量
char name[20];
int age;
float score;
} s4,s5,s6;
struct Student s3;//全局变量
int main()
{
int a = 0;
struct Student s1;//局部变量
struct Student s2 = {"张三"，20，97.0}；
return 0;
}
//结构体变量.结构体成员名
//->这个是依赖指针的,所以在后面给大家介绍
10、操作符的属性: 优先级、结合性
C语言的操作符有2个重要的属性：优先级、结合性，这两个属性决定了表达式求值的计算顺序。
10.1、优先级
优先级指的是，如果一个表达式包含多个运算符，哪个操作符优先执行。各种运算符的优先级是不一样的。
//相邻的操作符，优先级高的先执行
比如说 int a = 3 + 4 * 5
那么就会限制性4 * 5，而不是 3 + 4，是因为 *的优先级更高。
10.2、结合性
相邻的操作符的优先级相同的情况下，结合性说了算。
比如说 int b = 3 + 4 + 5，优先级相同，加号的结合性从左到右，所以先3 + 4，而不是4 + 5。
11、表达式求值
11.1、整型提升
C语言中整型算术运算重视至少以默认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，这种转换被称为整型提升。
就比如：
char a = 10;
char b = 20;
char c = a + b;
这样就会发生整型提升。
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是难以直接实现两个8比特字节直接相加运算。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 ，然后才能进入CPU去执行运算。
如何进行整型提升？
1.有符号整数提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的。
2.无符号整数提升，高位补0。
11.2、算术转换
如果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转换为另一个操作数的类型，否则操作就无法进行。
整型提升讨论的是：
表达式中char和收人头类型的值。
算术转换讨论的是：
类型大于等于整形类型的类型
比如：
int a; double b;
a + b;
a就会进行算术转换，转换成double类型，如果某个操作数在上表排名靠后，那就首先要转换为另外一个操作数的类型后才执行运算。
11.3、问题表达式解析
11.3.1、表达式1
a * b + c * d + e * f由于*比+的优先级高，只能保证*的计算比+早，但优先级并不能决定第三个*比第一个+早执行。
所以运算顺序可能是：
11.3.2、表达式2
c + --c；11.3.3、表达式3
{
int i = 10;
i = i-- - --i *(i = -3)* i++ + ++i;
}11.3.4、表达式4
int fun()
{
static int count = 1;
return ++count;
}
int main()
{
int answer;
answer = fun() - fun() * fun();
printf("%d\n",answer);
return 0;
}11.3.5、表达式5
int i = 1;
ret = (++i)+(++i)+(++i)
printf("%d\n",ret);
printf("%d\n",i);
我们用稿纸计算结果位9、4，而使用VS2022计算结果位12、4，结果不一致，使用反汇编来看一下计算过程。
int ret = (++i) + (++i) + (++i)
mov eax,dword ptr [i]
把i的值放到eax中（eax是寄存器）
add eax，1
eax自增1
这时用监视器看到eax由1变为2
mov dword ptr [i],eax
上面代码其实就是++i
mov ecx dword ptr [i]
add ecx,i
mov dword ptr [i],ecx
mov edx,dword ptr [i]
有完成一次++i
add edx，i
这时监视器中
eax = 2 i = 3 ecx = 3 edx = 4
mov dword ptr [i],edx
edx值放到i中
mov eax,dword ptr [i]
add eax,dword ptr [i]
add eax,dword ptr [i]
mov dword ptr [ret],eax
三次++i放到eax中去了，监视器中此时eax = 12
ret = 12
其实VS中先完成三次（++i）再把三个i相加
11.4、总结
即使有了操作符的优先级和结合性，写出的表达式依然不能通过操作符的属性确定唯一的计算路径，那这个表达式就是存在风险的，建议不要写出特别复杂的表达式。
原文地址：https://blog.csdn.net/2202_75978977/article/details/140545318
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