【C语言初阶】C语言操作符全攻略:提升编程效率的关键步骤
Eternity._ 2024-08-13 17:05:04 阅读 84
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❀操作符
📒1. 算术操作符与赋值操作符💧算术操作符🔥赋值操作符
📙2. 移位操作符与位操作符🎈移位操作符🎩位操作符
📕3. 单目操作符🍁单目操作符介绍🍂sizeof 和 数组
📚4. 关系,逻辑,条件,逗号操作符🌈关系操作符🌞逻辑操作符🌙条件操作符⭐逗号操作符
📜5. 下标引用、函数调用和结构成员📝6. 表达式求值🌄隐式类型转换🏞️算术转换⛰️操作符的属性
📖7. 总结
前言:在编程的世界里,C语言如同一座巍峨的基石,奠定了无数编程语言与软件系统的基础。作为一门历史悠久且功能强大的编程语言,C语言以其高效、灵活和可移植性赢得了广泛的赞誉和应用。而在C语言的众多组成部分中,操作符无疑是其中最为基础且关键的一环
操作符,作为编程语言中的“行动指令”,负责数据的处理、转换与决策,是编写有效、高效代码不可或缺的工具。它们如同一把把精密的钥匙,能够解锁编程世界的无限可能。然而,对于初学者而言,C语言中的操作符繁多且功能各异,往往容易让人感到困惑和迷茫
本文旨在为读者提供一个全面、深入且易于理解的C语言操作符详解。从最基本的算术操作符、关系操作符、逻辑操作符,到更高级的位操作符、赋值操作符、条件操作符等,我们将一一剖析它们的语法规则、操作原理、使用场景以及注意事项。通过丰富的示例代码和实际应用场景,帮助读者更好地理解每个操作符的作用与价值,掌握它们在编程中的灵活运用
让我们一同踏上这段充满挑战与收获的C语言操作符之旅吧!
📒1. 算术操作符与赋值操作符
💧算术操作符
算术操作符就是简单的<code>加减乘除,外加一个
取模
+
-
*
/
%
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。只要有浮点数执行的就是浮点数除法%
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
🔥赋值操作符
赋值操作符是C语言(以及许多其他编程语言)中极为基础和重要的一部分。它用于将右侧表达式的值赋给左侧的变量。在C语言中,最基本的赋值操作符是单个等号(=)
代码示例 (C语言):
int main()
{
int weight = 120;//体重
weight = 89;//不满意就赋值
double salary = 10000.0;
salary = 20000.0;//使用赋值操作符赋值
return 0;
}
赋值操作符也可以和其他的操作符复合使用
+=
-=
*=
/=
%=
代码示例 (C语言):
int main()
{
int a = 10;
a = a * 10;
a *= 10; // 复合赋值
return 0;
}
📙2. 移位操作符与位操作符
🎈移位操作符
移位操作符是一种在二进制层面上对数字进行平移的运算方式。它们主要包括左移操作符(<<)和右移操作符(>>)。在部分编程语言中,还可能存在无符号右移操作符(>>>),但在大多数讨论中,我们主要关注左移和右移
<< // 左移操作符
>> // 右移操作符
注意:移位操作符的操作数只能是整数
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:
逻辑移位: 左边用0填充,右边丢弃算术移位: 左边用原该值的符号位填充,右边丢弃
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
<code>int num = 10;
num>>-1; // error
🎩位操作符
位操作符是用于在二进制位级别上操作数据的运算符。在C语言等编程语言中,位操作符允许开发者直接对整数类型的变量进行位级别的操作,如设置、清除、切换或移动特定位
& // 按位与
| // 按位或
^ // 按位异或
注意:它们的操作数必须是整数
按位与(&)
对两个操作数的每一位进行比较,只有两个数的二进制表示在该位上同时为1时,结果的该位才为1,否则为0
3 & 5
// 即 00000011
// & 00000101
// = 00000001,所以 3 & 5 的值为1
按位或(|)
对两个操作数的每一位进行比较,只要两个数中的一个在该位上为1,结果的该位就为1,否则为0
2 | 4
// 即 00000010
// | 00000100
// = 00000110,所以 2 | 4 的值为6
按位异或(^)
对两个操作数的每一位进行比较,如果两个相应位不同,则该位结果为1,否则为0
2 ^ 4
// 即 00000010
// ^ 00000100
// = 00000110,所以 2 ^ 4 的值为6
^
在用于交换两个数时
代码示例 (C语言):
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;
}
注意:并不是直接进行两次异或就能完成的,而是需要一个中间步骤,比如 a = a ^ b; b = a ^ b; a = a ^ b;(实际上可以简化为 a = a ^ b; b = a ^ b; 因为此时 a 已经变成了 a ^ b,再次与 b 异或就能得到原始的 a 值)
移位操作符与位操作也能和赋值操作符复合使用
>>=
<<=
&=
|=
^=
📕3. 单目操作符
单目操作符,顾名思义,是指只有一个操作数的操作符。在C语言等编程语言中,单目操作符在运算时通常具有较高的优先级
🍁单目操作符介绍
! // 逻辑反操作
- // 负值
+ // 正值
& // 取地址
sizeof // 操作数的类型长度(以字节为单位)
~ // 对一个数的二进制按位取反
-- // 前置、后置--
++ // 前置、后置++
* // 间接访问操作符(解引用操作符)
(类型) // 强制类型转换
代码示例 (C语言):
int main()
{
int a = -10;
int* p = NULL;
printf("%d\n", !2);
printf("%d\n", !0);
a = -a;
p = &a;
printf("%d\n", sizeof(a));
printf("%d\n", sizeof(int));
return 0;
}
// printf("%d\n", sizeof a);//这样写行不行? true
// printf("%d\n", sizeof int);//这样写行不行? false
🍂sizeof 和 数组
代码示例 (C语言):
void test1(int arr[])
{
printf("%d\n", sizeof(arr));//(2)
}
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));//(3)
test1(arr);
test2(ch);
return 0;
}
注意:数组充当函数参数时,传递的是指针
++和–运算符
代码示例 (C语言):
// 前置++和--
int main()
{
int a = 10;
int x = ++a;
//先对a进行自增,然后对使用a,也就是表达式的值是a自增之后的值。x为11。
int y = --a;
//先对a进行自减,然后对使用a,也就是表达式的值是a自减之后的值。y为10;
return 0;
}
// 后置++和--
int main()
{
int a = 10;
int x = a++;
//先对a先使用,再增加,这样x的值是10;之后a变成11;
int y = a--;
//先对a先使用,再自减,这样y的值是11;之后a变成10;
return 0;
}
📚4. 关系,逻辑,条件,逗号操作符
🌈关系操作符
>
>=
<
<=
!= // 用于测试“不相等”
== // 用于测试“相等”
注意:在编程的过程中== 和=不小心写错,导致的错误
🌞逻辑操作符
&& // 逻辑与
|| // 逻辑或
区分逻辑与和按位与
1&2----->0
1&&2---->1
区分逻辑或和按位或
1|2----->3
1||2---->1
🌙条件操作符
exp1 ? exp2 : exp3 // 三目操作符
(a > b) ? a : b;
// 如果a > b成立则结果返回a,否则返回b
⭐逗号操作符
exp1, exp2, exp3, …expN
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 a = 1;
int b = 2;
int c = (a>b, a=b+10, a, b=a+1); // 逗号表达式 c = 13
📜5. 下标引用、函数调用和结构成员
[ ] 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
( ) 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
代码示例 (C语言):
void test1()
{
printf("hehe\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 bit.");//实用()作为函数调用操作符。
return 0;
}
访问一个结构的成员
.
结构体.
成员名->
结构体指针->
成员名
代码示例 (C语言):
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;
}
📝6. 表达式求值
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。同样,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
🌄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
char a,b,c;
...
a = b + c;
b和c的值被提升为普通整型,然后再执行加法运算,加法运算完成之后,结果将被截断,然后再存储于a中
如何进行整体提升呢?
//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
//无符号整形提升,高位补0
代码示例 (C语言):
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;
}
a,b进行整体提升,但是c不需要整形提升,所以只有c==0xb6000000是真的
🏞️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
long double
double
float
unsigned long int
long int
unsigned int
int
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,但是算术转换要合理,要不然会有一些潜在的问题
float f = 3.14;
int num = f;//隐式转换,会有精度丢失
⛰️操作符的属性
复杂表达式的求值有三个影响的因素
操作符的优先级操作符的结合性是否控制求值顺序
📖7. 总结
在结束这篇关于C语言操作符详解的深入探索之旅时,我们不禁感慨于C语言操作符的丰富与强大。这些看似简单的符号,在编程的舞台上扮演着举足轻重的角色,它们如同构建编程逻辑的砖石,一块块堆砌起复杂而精妙的程序大厦
通过本文的学习,我们不仅掌握了C语言中基本算术操作符、关系操作符、逻辑操作符、赋值操作符以及位操作符等的用法与特性,还深刻理解了它们在不同场景下的应用技巧和注意事项。我们学会了如何运用这些操作符来解决实际问题,从简单的数值计算到复杂的条件判断,再到高效的位级操作,每一步都见证了操作符在C语言编程中的不可替代性
因此,我们鼓励每一位读者在掌握基础知识的同时,保持对新知识的好奇心和学习热情。不断实践、不断思考、不断总结,将所学知识融会贯通,形成自己的编程风格和思维模式。只有这样,我们才能在编程的道路上越走越远,最终成为真正的编程高手
希望本文能够为你提供有益的参考和启示,让我们一起在编程的道路上不断前行!
谢谢大家支持本篇到这里就结束了,祝大家天天开心!
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