操作符详解

1. 操作符分类2. 算术操作符3. 移位操作符3.1 整数的二进制是怎么形成的3.2 左移操作符3.3 右移操作符 4. 位操作符5. 赋值操作符6. 单目操作符6.1 单目操作符介绍6.2 sizeof 和 数组 7. 关系操作符8. 逻辑操作符9. 条件操作符9.1 练习19.2 练习2 10. 逗号表达式11. 下标引用、函数调用和结构成员11.1 [ ] 下标引用操作符11.2 ( ) 函数调用操作符11.3 访问一个结构的成员 12. 表达式求值12.1 隐式类型转换12.2 算术转换12.3 操作符的属性

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、函数调用和结构成员

2. 算术操作符

+， -， * ， / ，%

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。而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。

#include <stdio.h>int main(){//  / 除法 - 得到的是商// 除法操作符的两个操作数都是整数的话，执行的是整数除法// 除法操作符的两个操作数只要有一个浮点数，执行的是小数除法// //  % 取模（取余）得到的是余数//  取模操作符的操作数必须是整数printf("%lf\n", 10 / 3.0);//5printf("%d\n", 10 % 2);//0return 0;}

3. 移位操作符

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。

3.1 整数的二进制是怎么形成的

整数的二进制表示形式有三种：原码，反码，补码

原码：把一个数按照正负直接翻译成二进制就是原码
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

注意：

正整数的原码，反码，补码是相同的负整数的原码，反码，补码是要计算的最高的一位表示符号位，0表示正数，1表示负数整数在内存中储存的是补码（二进制）

原码到补码是取反+1，补码到原码是取反+1或-1取反。

3.2 左移操作符

移位规则：

左边抛弃、右边补0

int main(){int a = -3;//10000000000000000000000000000011//11111111111111111111111111111100//11111111111111111111111111111101 - 补码//int b = a << 1;//11111111111111111111111111111010//11111111111111111111111111111001//10000000000000000000000000000110//11111111111111111111111111111010//10000000000000000000000000000101//10000000000000000000000000000110printf("%d\n", b);//-6printf("%d\n", a);//-3return 0;}

3.3 右移操作符

移位规则：
首先右移运算分两种：

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

右移的时候，到底采用的是算数右移还是逻辑右移，是取决于编译器的！

//>> 右移操作符//VS：算术右移int main(){int a = -5;//10000000000000000000000000000101//11111111111111111111111111111010//11111111111111111111111111111011//int b = a >> 1; //11111111111111111111111111111101//11111111111111111111111111111100//10000000000000000000000000000011//-3printf("b = %d\n", b);printf("a = %d\n", a);//-5return 0;}

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。
例如：

int num = 10;num>>-1;//error

4. 位操作符

位操作符有：

& 按位与
| 按位或
^ 按位异或
注：他们的操作数必须是整数。

int main(){int a = 3;int b = -5;int c = a ^ b;//按位异或 - 对应的二进制位，相同为0，相异为1//11111111111111111111111111111011 - -5的补码//00000000000000000000000000000011 - 3的补码//11111111111111111111111111111000//11111111111111111111111111110111//10000000000000000000000000001000 - 结果为-8int c = a | b;//按位或 - 有1则是1//11111111111111111111111111111011 - -5的补码//00000000000000000000000000000011 - 3的补码//11111111111111111111111111111011 - 结果为-5int c = a & b;//按位与 - 两个都是1，结果才为1//00000000000000000000000000000011 - 3的补码//10000000000000000000000000000101 - 5的原码//11111111111111111111111111111010//11111111111111111111111111111011 - -5的补码//00000000000000000000000000000011 - 3的补码//00000000000000000000000000000011 - 结果为3printf("%d\n", c);return 0;}

一道变态的面试题：

编写代码实现：不能创建临时变量（第三个变量），实现两个数的交换。

int main()  //三种方法，其中第三种是不需要临时变量的{int a = 3;int b = 5;//int tmp = 0;printf("交换前：a=%d b=%d\n", a, b);//3//a = a ^ b;//b = a ^ b;//a = a ^ b;//2/*a = a + b;b = a - b;a = a - b;*///1//tmp = a;//a = b;//b = tmp;printf("交换后：a=%d b=%d\n", a, b);return 0;}

练习：

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 main()        //思路{int a = 11;a & 1;a = a >> 1;//00000000000000000000000000001011//00000000000000000000000000000001//00000000000000000000000000000001return 0;}//方法1#include <stdio.h>int main(){int num = 10;int count = 0;//计数while (num){if (num % 2 == 1)count++;num = num / 2;}printf("二进制中1的个数 = %d\n", count);return 0;}//思考这样的实现方式有没有问题？//方法2：#include <stdio.h>int main(){int num = -1;int i = 0;int count = 0;//计数for (i = 0; i < 32; i++){if (num & (1 << i))count++;}printf("二进制中1的个数 = %d\n", count);return 0;}//思考还能不能更加优化，这里必须循环32次的。//方法3：#include <stdio.h>int main(){int num = -1;int i = 0;int count = 0;//计数while (num){count++;num = num & (num - 1);}printf("二进制中1的个数 = %d\n", count);return 0;}//这种方式是不是很好？达到了优化的效果，但是难以想到。

5. 赋值操作符

赋值操作符是一个很棒的操作符，他可以让你得到一个你之前不满意的值。也就是你可以给自己重新赋值。

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。
赋值操作符可以连续使用，比如：
int a = 10;
int x = 0;
int y = 20;
a = x = y+1;//连续赋值
这样的代码感觉怎么样？
那同样的语义，你看看：
x = y+1;
a = x;
这样的写法是不是更加清晰爽朗而且易于调试。

复合赋值符

+=-=*=/=%=右 >>=左 <<=&=|=^=

这些运算符都可以写成复合的效果。

int main(){int a = 3;a = a + 3;a += 3;a = a >> 3;a >>= 3;a = a ^ 5;a ^= 5;return 0;}

6. 单目操作符

6.1 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 *

int main(){int flag = 5;if (flag)//flag为真做什么{}if (!flag)//flag为假做什么{}return 0;}int main(){int a = 10;int* p = &a;//&取地址操作符*p = 20;//解引用操作符(间接访问操作符)//int arr[10];//&arr;//取出数组的地址return 0;}int main(){int a = 10;printf("%d\n", sizeof a);printf("%d\n", sizeof(a));printf("%d\n", sizeof(int));int arr[10] = { 0 };printf("%d\n", sizeof(arr));printf("%d\n", sizeof(arr[0]));int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);printf("%d\n", sz);return 0;}int main(){int a = 3;a = 10;a + 3 = 15;//errreturn 0;}int main(){int a = 0;//00000000000000000000000000000000//11111111111111111111111111111111//11111111111111111111111111111110//10000000000000000000000000000001//printf("%d\n", ~a);return 0;}int main(){int a = 3;//00000000000000000000000000000011//00000000000000000000000000001000a |= (1 << 3);printf("%d\n", a);//00000000000000000000000000001011//11111111111111111111111111110111a &= (~(1 << 3));printf("%d\n", a);return 0;}int main(){int a = 10;//int b = --a;//前置--，先--，后使用int b = a--;//后置--，先使用，后--printf("a=%d b=%d\n", a, b);//printf("%d\n", ++a);//前置++，先++，后使用//printf("%d\n", a);//int b = a++;//后置++，先使用，再++//int b = a,a=a+1;//printf("a=%d b=%d\n", a, b);return 0;}问题代码int main(){int a = 1;int b = (++a) + (++a) + (++a);printf("%d\n", b);return 0;}int main(){float a = 3.14f;int b = (int)a;//int b = int(a);//errreturn 0;}

6.2 sizeof 和 数组

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;}

问：
（1）、（2）两个地方分别输出多少？ 40，4（该环境为X86，X64结果为8）
（3）、（4）两个地方分别输出多少？10，4（该环境为X86，X64结果为8）

7. 关系操作符

关系操作符

1.>
2.=
3.<
4.<=
5.!= 用于测试“不相等”
6.== 用于测试“相等”

这些关系运算符比较简单，但要注意在编程的过程中== 和=不小心写错，导致的错误。

8. 逻辑操作符

逻辑操作符有哪些：

&& 逻辑与
| | 逻辑或

区分逻辑与和按位与
区分逻辑或和按位或

1&2----->0
1&&2---->1
1|2----->3
1||2---->1

int main(){int a = 3 && 0;// 0//printf("%d\n", a);int a = 2 || 0;//1 printf("%d\n", a);return 0;}

逻辑与和或的特点：

#include <stdio.h>int main(){int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;i = a++ && ++b && d++;  //结果为1，2，3，4i = a++ || ++b || d++;  //结果为1，2，3，4printf("a = %d\nb = %d\nc = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);return 0;}

&& 操作符左边为假，右边不再计算
| |操作符左边为真，右边不再计算

9. 条件操作符

exp1 ? exp2 : exp3

9.1 练习1

1.if (a > 5)b = 3;elseb = -3;

转换成条件表达式，是什么样？

int main(){int a = 0;int b = 0;scanf("%d", &a);b = ((a > 5) ? 3 : -3);printf("%d\n", b);return 0;}

9.2 练习2

使用条件表达式实现找两个数中较大值

int main(){int a = 0;int b = 0;scanf("%d %d", &a, &b);int m = (a > b ? a : b);printf("%d\n", m);return 0;

10. 逗号表达式

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 main(){int a = 1;int b = 2;int c = (a > b, a = b + 10, a, b = a + 1);//逗号表达式printf("%d\n", c);return 0;}

逗号表达式的另一种好处

a = get_val();count_val(a);while (a > 0){a = get_val();count_val(a);}如果使用逗号表达式，改写：while (a = get_val(), count_val(a), a > 0){//业务处理}

11. 下标引用、函数调用和结构成员

11.1 [ ] 下标引用操作符

操作数：一个数组名 + 一个索引值

int main(){//3 + 4;int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };printf("%d\n", arr[5]); //结果为6return 0;}

int arr[10];//创建数组
arr[5] = 6;//实用下标引用操作符。
[ ]的两个操作数是arr和5

11.2 ( ) 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

#include <string.h>int Add(int x, int y){return x + y;}void test(){}int main(){int len = strlen("abc");//()函数调用操作符printf("%d\n", len);int c = Add(3, 5);//Add,3,5 都是()的操作数test();return 0;}

11.3 访问一个结构的成员

. 结构体.成员名
-> 结构体指针->成员名

//结构成员访问操作符struct S{int num;char c;};void test(struct S* ps){/*printf("%d\n", (*ps).num);printf("%c\n", (*ps).c);*///-> 结构成员访问操作符//结构体指针->结构体成员printf("%d\n", ps->num);printf("%c\n", ps->c);}int main(){struct S s = {100, 'b'};//结构体的初始化使用{}//打印结构中的成员数据//printf("%d\n", s.num);//printf("%c\n", s.c);//. 操作符     结构体变量.结构体成员名test(&s);return 0;}

12. 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。

12.1 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。

举个例子：

int main(){char a = 3;//00000000000000000000000000000011//00000011-截断char b = 127;//00000000000000000000000001111111//01111111-截断char c = a + b;//00000000000000000000000000000011//00000000000000000000000001111111//00000000000000000000000010000010//10000010 - c//整型提升printf("%d\n", c);//11111111111111111111111110000010//11111111111111111111111110000001//10000000000000000000000001111110//-126return 0;}

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？

整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的

//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
整形提升的例子1:

int main(){//char -128~127 //unsigned charchar 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;}

实例1中的a,b要进行整形提升,但是c不需要整形提升
a,b整形提升之后,变成了负数,所以表达式 a0xb6 , b0xb600 的结果是假,但是c不发生整形提升,则表
达式 c==0xb6000000 的结果是真.
所程序输出的结果是:C

例子2：

int main(){char c = 1;char d = 2;printf("%u\n", sizeof(c));//1printf("%u\n", sizeof(+c));//4printf("%u\n", sizeof(-c));//4printf("%u\n", sizeof(c+d));//4return 0;}

例子2中的,c只要参与表达式运算,就会发生整形提升,表达式 +c ,就会发生提升,所以 sizeof(+c) 是4个字
节.
表达式 -c 也会发生整形提升,所以 sizeof(-c) 是4个字节,但是 sizeof© ,就是1个字节.

12.2 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 doubledoublefloatunsigned long intlong intunsigned intint

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。
警告：
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

12.3 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。
两个相邻的操作符先执行哪个？取决于他们的优先级。如果两者的优先级相同，取决于他们的结合性。
操作符优先级

一些问题表达式

//表达式的求值部分由操作符的优先级决定。//表达式1a*b + c*d + e*f

注释：代码1在计算的时候，由于比+的优先级高，只能保证， * 的计算是比+早，但是优先级并不能决定第三个比第一个+早执行。
所以表达式的计算机顺序就可能是：

*bc*da*b + c*de*fa*b + c*d + e*f或者：a*bc*de*fa*b + c*da*b + c*d + e*f

```c//表达式2c + --c;

注释：同上，操作符的优先级只能决定自减–的运算在+的运算的前面，但是我们并没有办法得
知，+操作符的左操作数的获取在右操作数之前还是之后求值，所以结果是不可预测的，是有歧义
的。

//代码3-非法表达式int main(){int i = 10;i = i-- - --i * ( i = -3 ) * i++ + ++i;printf("i = %d\n", i);return 0;}

表达式3在不同编译器中测试结果：非法表达式程序的结果。

//代码4int fun(){static int count = 1;return ++count;}int main(){int answer;answer = fun() - fun() * fun();printf("%d\n", answer);//输出多少？return 0;}

这个代码有没有实际的问题？
有问题！
虽然在大多数的编译器上求得结果都是相同的。
但是上述代码 answer = fun() - fun() * fun(); 中我们只能通过操作符的优先级得知：先算乘法，
再算减法。
函数的调用先后顺序无法通过操作符的优先级确定。

//代码5#include <stdio.h>int main(){int i = 1;int ret = (++i) + (++i) + (++i);printf("%d\n", ret);printf("%d\n", i);return 0;}//尝试在linux 环境gcc编译器，VS环境下都执行，看结果。

linux 环境gcc编译器结果为10
VS环境下结果为12
所以该代码不可靠有问题

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