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C语言操作符详解：从基础到进阶的全面指南

创作时间:

作者:

@小白创作中心

C语言操作符详解：从基础到进阶的全面指南

引用

CSDN

https://m.blog.csdn.net/m0_64005051/article/details/137026958

C语言中的操作符是程序设计的基础，掌握各种操作符的用法对于编写高效、正确的代码至关重要。本文将详细介绍C语言中各类操作符的具体用法和应用场景，帮助读者系统地理解并掌握这些基础知识。

操作符

1. 算术操作符

算数操作符包括：+ - * / %。

+、-、*想必大家都不陌生了，这里主要介绍一下除法操作符和取余操作符。

除法操作符 /
除法操作符两端操作数的类型不同，结果也就不尽相同：
当除号两端都是整数时，执行的是整数除法；
当除号两端至少有一个浮点数时，执行的是浮点数除法。
这里要注意的是：除数不得为0.

取余操作符 %
取余操作符也叫做取模操作符，得到的是两个操作数整除后的余数。
取余操作符的两个操作数必须都是整数。

2. 移位操作符

移位操作符包括：<< >>

移位操作符的操作数只能是整数

这里向大家介绍一下原码、反码以及补码的相关知识：
原码、反码、补码都是一个整数的二进制表达形式。最高位是符号位，0表示正，1表示负。
正整数的原码、反码以及补码都是相同的
负整数：
原码，符号位为1；
反码=原码的符号位不变，其余位按位取反；
补码=反码+1。
整数在计算机中存储的是补码形式，计算的时候也是使用补码计算的。
所以移位操作符移动的是整数补码的二进制序列

右移操作符 >>
右移分为算数右移和逻辑右移
算数右移：右边丢弃，左边补原来的符号位
逻辑右移：右边丢弃，左边直接补0
C语言中没有明确规定右移指的是算术右移还是逻辑右移，但一般编译器采取的是算数右移

//正数
int a=15;  //00001111（原码==反码==补码
int b=a>>1;  //00000111  ——>7

//负数
int a=-15;   //11110001（补码）
int b=a>>1;  //11111000（补码）  ——>-8

左移操作符 <<
左移操作符相较于右移操作符，就要简单一些：
左边丢弃，右边补0

int a=6;  //00000110
int b=a<<1;  //00001100  ——>12

这里还要注意的是：对于移位操作符，不要移动负数位，这是标准未定义行为。

3. 位操作符

操作数必须是整数

按位与 &
对应二进制位，有0则为0，全1才为1

按位或 |
对应二进制位，有1则为1，全0才为0

按位异或 ^
对应二进制位，相同为0，不同为1
异或是不产生进位的，所以不会溢出

int a=3;
a^a==0;
a^0==a;
a^b^a==a^a^b;  //异或支持交换律

4. 赋值操作符

赋值操作符包括：= += -= *= /= %= >>= <<= &= |= ^=

int a=1;
a+=1;  //相当于a=a+1;
//其余复合赋值操作符同理

5. 单目操作符

单目操作符，顾名思义，就是只有一个操作数的操作符。
！逻辑反操作

正
& 取地址操作符
sizeof 计算数据类型长度，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

取地址操作符 & 与解引用操作符 *

int main()
{
     int a = 10;
     int* pa = &a;
     //int* 是pa的类型  int 说明pa指向的对象是int型的，*说明pa是指针变量
     //&是取地址操作符——取出a的地址
     *pa = 20;  //解引用操作符（间接访问操作符）——用来存放pa中的地址，找到指向的空间（内容）
     return 0;
}

前置，后置++

//前置++
int b=++a;//先++，后使用
//相当于
int a=a+1; b=a;
//后置++
int b=a++;//先使用，后++
//相当于
int b=a; a=a+1;

前置--与后置--同理
计算数据类型长度 sizeof
sizeof是操作符，不是函数。计算的是类型创建变量的大小，其单位是字节。

6. 关系操作符

关系操作符包括：> >= < <= == !=
关系操作符只能运用到适合的类型上，不能运用到字符串或者自定义的结构体类型上。

7. 逻辑操作符

逻辑操作符包括：&&（且）、||（或）
进行逻辑运算时，逻辑运算符左右两边连接的布尔类型的操作数，最终表达式的结果是布尔值：True或False
&与&&，| 与 || 的区别
&&与 || :关注的是结果的真或假，计算的结果若为真，则为1
&与 | ：关注的是二进制按位与或者按位或的计算

8. 逗号表达式

逗号表达式，从左向右计算，整个表达式的结果是最后一个表达式的结果

int a=5;
int b=(a++,++a,a)   //7

9. 其他操作符

下标引用操作符： [ ]
函数调用操作符：( )
结构体成员访问操作符：. ->

表达式求值

表达式求值的顺序，一部分是由操作数的优先级和结合性决定的。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。

1. 整体提升

C语言的整型算术运算总是至少以缺省整型类型的精度来计算。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要被转换为普通整型，这种转换称之为整型提升
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。
如何进行整型提升
按照变量的数据类型的符号位来提升

int main()
{
    //1.
    char a = 0xb6; //10110110
    short b = 0xb600;  //1011010000000000
    int c = 0xb6000000; //10110100000000000000000000000000
    if (a == 0xb6)
        printf("a");
    if (b == 0xb600)
        printf("b");
    if (c == 0xb6000000)
        printf("c");
    //2.
    char m = 1;
    printf("%u\n", sizeof(m));//1
    printf("%u\n", sizeof(+m));//4
    printf("%u\n", sizeof(-m));//4
    return 0;
}