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关于我、重生到500年前凭借C语言改变世界科技vlog.10——进制转化&&操作符进阶

18 人参与  2024年10月28日 08:00  分类 : 《关注互联网》  评论

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文章目录

1.操作符分类2.进制转化2.1 二进制转十进制2.2 十进制转二进制2.3 二进制转八进制2.4 二进制转十六进制 3.原码、反码、补码4.操作符进阶4.1 移位操作符4.1.2 左移操作符4.1.2 右移操作符 4.2 位操作符4.2.1 &4.2.1 |4.2.2 ^4.2.3 ~ 4.3 结构体访问操作符4.3.1 结构体的简单介绍4.3.2 直接访问4.3.3 间接访问 5.操作符的优先级,结合性6.表达式求值6.1整型提升6.2算术转化 希望读者们多多三连支持小编会继续更新你们的鼓励就是我前进的动力!

操作符在写代码中有很大的作用,是用于执行特定操作的符号,主要在算术运算、比较运算、逻辑运算、位运算(用于二进制数据处理)起作用,C语言开篇已经介绍了一部分,接下来将进行一些进阶的介绍

1.操作符分类

• 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:>、>=、<、<=、==、!=
• 逻辑操作符:&&、||
• 条件操作符:?:
• 逗号表达式:,
• 下标引用:[ ]
• 函数调用:( )
• 结构体成员访问:. 、->

上述操作符中,除了单目操作符中的&、*将会在后续指针的vlog中介绍,高亮部分操作符是该篇要重点介绍的,操作符中有些操作符与二进制及其转化有关系,我们先拓展一些相关的基础知识

2.进制转化

计算机主流的数值表示形式为2进制、8进制、10进制、16进制
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()

其余进制同理

12的2进制:1100
12的8进制:14
12的10进制:12
12的16进制:C
//16进制的数值之前写:0x
//8进制的数值之前写:0

2.1 二进制转十进制

10进制中的123,从右到左依次是个位,十位,百位
每一位都有自己的权重,每一位各自乘以各自的权重然后加和就是表示的值
在这里插入图片描述
2进制表示的10进制的12也同理
在这里插入图片描述
8进制转2进制,16进制转2进制也是同理

2.2 十进制转二进制

假设有个十进制数125转化为2进制,利用短除法可以快速得到转化后的结果

125 % 2 = 1
62 % 2 = 0
31 % 2 = 1
15 % 2 = 1
7 % 2 = 1
3 % 2 = 1
1 % 2 = 1

由下往上依次所得的余数就是125转化的2进制数,即1111101

2.3 二进制转八进制

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
请添加图片描述
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

2.4 二进制转十六进制

在16进制中,两位数用字母表示(大小写都可以)

10 = A/a
11 = B/b
12 = C/c
13 = D/d
14 = E/e
15 = F/f

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2进制位的直接换算
请添加图片描述
如:2进制的01101011,换成16进制:0x6b,16进制表示的时候前面加0x

3.原码、反码、补码

整数的2进制表示方法有三种:原码、反码、补码

我们知道 int 类型占 32 比特位,有符号整数前提下,第一位是符号位,后面三十一位是数值位
符号位用 0 表示正,1 表示负

正整数:原反补都相同
负整数:
原码:直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制得到
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

注意:原码取反+1即可得到补码,补码取反+1也能得到原码

计算机内存中以补码的形式保存

在补码运算中,符号位可以和数值位一起参与运算,不需要额外的判断和处理。例如,在进行加法运算时,不管是正数相加还是正数和负数相加,或者负数相加,都可以按照相同的加法规则进行运算,而不需要单独考虑符号位的处理,这种特性使得计算机在进行算术运算时更加高效和准确

4.操作符进阶

4.1 移位操作符

移位操作符分为右移操作符 >> ,左移操作符 << ,其操作数只能是整数不要移动负数位

4.1.2 左移操作符

左边抛弃,右边补0
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4.1.2 右移操作符

逻辑右移:左边补0,右边抛弃
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算术右移:左边用原值的符号位补充,右边抛弃
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4.2 位操作符

位操作符的操作数必须是整数

按位与:&
按位或:|
按位异或:^
按位取反:~

以下举例a = 5,b = 3

4.2.1 &

当两个对应的二进制位都为 1 时,结果位才为 1,否则为 0

0000000000 0000000000 0000000001 01 a
0000000000 0000000000 0000000000 11 b
0000000000 0000000000 0000000000 01 a & b

4.2.1 |

当两个对应的二进制位中有一个为 1,结果位就为 1
当两个位都为 0 时,结果位才为 0

0000000000 0000000000 0000000001 01 a
0000000000 0000000000 0000000000 11 b
0000000000 0000000000 0000000001 11 a | b

4.2.2 ^

当两个对应的二进制位不同(一个为 0,另一个为 1)时,结果位为 1
当两个位相同(都为 0 或都为 1)时,结果位为 0

0000000000 0000000000 0000000001 01 a
0000000000 0000000000 0000000000 11 b
0000000000 0000000000 0000000001 10 a ^ b

4.2.3 ~

将每个二进制位中的 0 变为 1,1 变为 0

0000000000 0000000000 0000000001 01 a
0000000000 0000000000 0000000000 11 b
1111 1111 11 1111 1111 11 1111 1111 10 10 ~a
1111 1111 11 1111 1111 11 1111 1111 11 00 ~b

4.3 结构体访问操作符

4.3.1 结构体的简单介绍

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类型的变量,如:标量、数组、指针,甚至是其他结构体

结构体的语法结构:

 struct tag { member-list; }variable-list;

比如想要描述一名学生:

struct Stu {   char name[20];//名字   int age;//年龄    char sex[5];//性别   char id[20];//学号  }; //分号不能丢

结构体的定义:

struct Point {   int x;   int y; }p1;        //声明类型的同时定义变量p1        struct Point p2;    //定义结构体变量p2 

结构体的初始化:

struct Point p3 = {10, 20}; struct Stu        {   char name[15];    int age;   }; struct Stu s1 = {"zhangsan", 20};//初始化 struct Stu s2 = {.age=20, .name="lisi"};//指定顺序初始化

4.3.2 直接访问

语法结构:结构体变量.成员名

 #include <stdio.h> struct Point { int x; int y; }p = {1,2}; int main() { printf("x: %d y: %d\n", p.x, p.y); return 0; }

4.3.3 间接访问

语法结构:结构体指针->成员名

 #include <stdio.h> struct Point  { int x; int y;  }; int main() { struct Point p = {3, 4}; struct Point *ptr = &p; ptr->x = 10; ptr->y = 20; printf("x = %d y = %d\n", ptr->x, ptr->y); return 0; }

这部分如果看不太明白的话可以先了解一下后面的指针部分,再来理解代码会容易很多

5.操作符的优先级,结合性

优先级指的是,如果⼀个表达式包含多个运算符,哪个运算符应该优先执行
各种运算符的优先级是不⼀样的

如果两个运算符优先级相同,优先级没办法确定先计算哪个了,这时候就看结合性了,则根据运算符
是左结合,还是右结合,决定执行顺序
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一般来说,可以这样记

!> 算术运算符 > 关系运算符 > 逻辑运算(&& > ||) > 赋值运算符

6.表达式求值

6.1整型提升

C语言中整型算术运算总是以普通整型进行的
为了确保每个整型都是普通类型的便于系统运算,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

保证计算精度
例如,在一个 8 位系统中,char类型的取值范围是 - 128 到 127。假设有两个char类型变量a = 120和b = 10,它们的二进制表示分别是01111000和00001010,如果直接以char类型进行相加,结果可能会溢出,因为char类型的结果可能无法正确存储130这个值。而整型提升将它们转换为int类型(通常是 32 位,有足够的空间来存储运算结果),可以避免这种溢出情况,保证运算结果的准确性

符合 CPU 运算习惯
例如,在很多现代处理器架构中,加法指令可能是针对 32 位或 64 位整数设计的。当对char或short类型进行加法运算时,将它们提升为int类型可以直接使用这些高效的指令,而不需要专门为较小的数据类型设计特殊的、可能效率较低的运算指令

提升方式:

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无符号整数提升,高位补0

6.2算术转化

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靠后
那么首先要转换为另外一个操作数的类型后执行运算

希望读者们多多三连支持

小编会继续更新

你们的鼓励就是我前进的动力!

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