C语言——操作符详解(超详细）

C语言——操作符详解(超详细）

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/2301_79697817/article/details/137141432

本文详细介绍了C语言中的各种操作符，包括算术操作符、赋值操作符、关系操作符、条件操作符、位操作符、单目操作符等，并且对每个操作符都给出了详细的解释和示例。文章还介绍了二进制和进制转换、原码、反码、补码等基础知识，内容详尽且系统，适合C语言学习者参考。

一、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： ()
• 结构成员访问： . 、->

二、算术操作符

算数操作符有：

• + 、- 、 、/ 、%*

这些操作符都是双目操作符，需要两个操作数。

• + 就是两个数相加，- 就是两个数相减， 两个数相乘，/ 两个数相除，% 表示取模。*

在这里要注意的是：

1. / 两边操作数都是整型时，结果会取整数，只有一边是浮点型时才能算出小数。
2. % 两边的操作数都是负数时，结果也是负数，若只有一边是负数时，当左操作符是负数时结果为负数，当右操作数是负数时结果为正数，且操作数只能是整型。

三、赋值操作符

赋值操作符有：

• **= 、+= 、 -= 、 = 、 /= 、%= 、<<= 、>>= 、&= 、|= 、^=*

在C语言中**= 表示赋值，不表示等于**。如：

后面的：**+= 、 -= 、 = 、 /= 、%= 、<<= 、>>= 、&= 、|= 、^= 都表示变量运算之后的结果再赋值给变量自己。*

四、关系操作符

关系操作符有：

• > 、>= 、< 、<= 、 == 、 !=

它们表示数据的大小关系，常用于条件判断。

其中：

• >= 表示大于等于
• <= 表示小于等于
• == 表示等于
• != 表示不等于

五、条件操作符

条件操作符就一个，也是C语言中唯一一个三目操作符。

• ？：

它由两部分构成？和：，它是怎么用的呢？我们直接来看例子：

操作符中有⼀些操作符和⼆进制有关系，那么接下来我们先来学习一下二进制和进制转换的有关知识。

六、⼆进制和进制转换

在学习的过程中，我们经常听到别人说2进制、8进制、10进制、16进制这样的讲法，那是什么意思呢？其实2进制、8进制、10进制、16进制是数值的不同表⽰形式⽽已。

如数值10的各种进制表示形式：

• 10的2进制：1010
• 10的8进制：12
• 10的10进制：10
• 10的16进制：A

下面我们重点讲一下二进制。

1.二进制

⾸先我们还是得从10进制讲起，其实10进制是我们⽣活中经常使⽤的，我们已经形成了很多尝试：

• 10进制中满10进1
• 10进制的数字每⼀位都是0~9的数字组成
• 其实⼆进制也是⼀样的
• 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
• 那么 1101 就是⼆进制的数字了。

2.进制转换

(1)2进制转10进制

其实10进制的123表⽰的值是⼀百⼆⼗三，为什么是这个值呢？其实10进制的每⼀位是权重的，10进制的数字从右向左是个位、⼗位、百位....，分别每⼀位的权重是10⁰，10¹，10²...

如：

2进制和10进制是类似的，只不过2进制的每⼀位的权重，从右向左是:2⁰ , 2¹ , 2² ...

如果是2进制的1101，该怎么理解呢？

如下图：

(2)10进制转2进制

10进制转化为2进制就是一直 /2，再取余数就行了。

(3)2进制转8进制

8进制的数字每⼀位是07的，07的数字，各⾃写成2进制，最多有3个2进制位就⾜够了，⽐如7的⼆进制是111，所以在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。

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

(4)2进制转16进制

16进制的数字每⼀位是09,af的，09,af的数字，各⾃写成2进制，最多有4个2进制位就⾜够了，⽐如f的⼆进制是1111，所以在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个⼆进制位的直接换算。

如：2进制的01101011，换成16进制：0x6b，16进制表⽰的时候前⾯加0x

为了便于区分我们通常在8进制数前面加上一个0，在16进制数前面加0x.

七、原码、反码、补码

我们知道计算机是读不懂我们的代码的，它只能读懂01代码，所以我们要知道整数的二进制编码——原码，反码和补码。

有符号整数的三种表⽰⽅法均有符号位和数值位两部分，2进制序列中，最⾼位的1位是被当做符号
位，剩余的都是数值位。符号位都是⽤0表⽰“正”，⽤1表⽰“负”。

正整数的原码，反码和补码都是一样的

如：

负整数的原码，反码和补码都有所不同

原码：符号位为1，数值位和正整数原码相同

反码：除符号位以外，数值位按位取反

补码：反码加1。

补码想要转化为原码只要取反加1即可。

如：

对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。

这是为什么呢？

计算机使⽤补码，可以将符号位和数值域统⼀处理；同时，加法和减法也可以统⼀处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。总的来说，就是加减更方便。

八、移位操作符

移位操作符有两个：左移操作符<< 和右移操作符 >>

1.左移操作符

左移操作符的移位规则很简单：有对原码处理也有对补码处理。

原码：符号位保持不变，左边抛弃，右边补0

补码：左边抛弃，右边补0，原码符号位保持不变

下面以原码举例如：

正整数：

①

②

负整数：

注意：用补码处理时，处理后要将补码转化为原码才是10进制值。

如：

2.右移操作符

右移操作符的移位规则分为两种：

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

到底是逻辑右移还是算数右移这取决于编译器，大部分编译器采用算术右移，下面我们以算数右移举例：

正整数：

负整数：

注意：

1.移位操作符的操作数只能是整数；

2.对于移位运算符，不要移动负数位，这个是标准未定义的。

九、位操作符

位操作符有：

按位与：&

按位或：|

按位异或：^

按位取反：~

注意：

1.这些操作符都是对2进制数进行操作的；

2.他们的操作数必须是整数。

1.按位与 &

对应的二进制位进行与运算，也就是对应二进制每一位进行比较有0就是0，两个都为1才是1。

我们直接来看例子：

①

②

③

2.按位或 |

对应的二进制位进行与运算，也就是对应二进制每一位进行比较有1就是1，两个都为0才是0。

我们还是直接来看例子：

①

②

③

3.按位异或 ^

对应的二进制位进行与运算，也就是对应二进制每一位进行比较相同为0，相异为1。

直接来看例子：

①

②

③

在这里按位异或有几个特点：

1. 任何数字与0异或都等于它自己；

2. 任何数与自己异或都等于0；

3. 1与任何数异或等于任何数取反；

4. 异或支持交换律。

4.按位取反 ~

对应的二进制位进行与运算，也就是对应二进制每一位进行取反(包括符号位)，0改1，1改0。

和上面不同的是按位取反是一个单目操作符。

我们还是直接来看例子：

①

②

十、单目操作符

单目操作符有：！、++、--、&、*、+、-、~ 、sizeof、(类型)

下面依次介绍：

1.逻辑非操作符 ！

用于对条件进行取反操作，常用于条件判断。

如：

2.自增++、自减--

自增和自减用法一样,自增(减)分为前置自增(减)和后置自增(减),它们经常被用于控制循环。

前置自增(减)：先加1(减1)再使用

后置自增(减)：先使用再加1(减1)

如：

3.取地址符&、解引用符*、sizeof

这三个操作符在往期指针和数组文章中介绍过，这里不再赘述，小伙伴们可以翻翻往期文章

指针（一）：CSDN

数组：CSDN

4.正值+、负值-

这两个操作符表示数值的正负，在使用时注意与双目操作符加号和减号区分。

5.强制类型转换（类型）

（ ）里面放类型名，将数值的类型强制转换其他类型。

如：

十一、逗号表达式

逗号表达式，就是⽤逗号隔开的多个表达式。

（表达式1，表达式2，...，表达式n）

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。

如：

十二、下标访问[ ]、函数调⽤()

1.下标访问[ ]

下标访问符很简单就是用来访问数组元素的。操作数：⼀个数组名+⼀个索引值。

如：

2.函数调⽤()

函数调用操作符是用来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。

如：

十三、结构成员访问操作符

有关结构体的知识我们后面会介绍，在这里大家先了解一下。

结构成员访问操作符有两个：

->和.

1. .操作符

结构体成员的直接访问是通过点操作符（.）访问的。点操作符接受两个操作数。

使⽤⽅式：结构体变量.成员名

如：

2.->操作符

有时候我们得到的不是⼀个结构体变量，⽽是得到了⼀个指向结构体的指针，这个时候我们可以通过->来间接访问结构体。结构体指针->成员名

如：

十四、操作符的属性：优先级、结合性

C语言中操作符的优先级和结合性决定了表达式求值的计算顺序。

1.优先级

优先级，顾名思义，就是运算符的运算优先顺序，相邻操作符，优先级高的先执行，优先级低的后执行，各种运算符的优先级是不一样的。在这里可以查到运算符的优先级：https://zh.cppreference.com/w/c/language/operator_precedence，小伙伴们如果忘记了运算符的优先级可以查。

优先级是可以提升的，如：2+4*4，显然是先算乘法，再算加法，我们想要提升加号的优先级，就可以加一个括号如：（2+4)*4,这样就先算加法了。

如：

2.结合性

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。大部分的运算符左结合（从左到右执⾏），少数运算符是右结合（从右到左执⾏），⽐如赋值运算符（ = ）。

如：6/2*3，和/的优先级相同且都是左结合，从左到右执行，所以先算/，再算。

值得注意的是：由于有的运算符优先级和结合性相同，在计算时结果在不同的编译器上可能是不一样的，所以我们在使用运算符时最好加上（）来使表达式的计算顺序更加明确。

十五、表达式求值

1.整型提升

C语⾔中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。

整型提升的意义是什么呢？这个我们了解一下就行。

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)的操作数的字节⻓度⼀般就是int的字节⻓度，同时也是CPU的通⽤寄存器的⻓度。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⻓度。通⽤CPU（general-purposeCPU）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，表达式中各种⻓度可能⼩于int⻓度的整型值，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。

2.算术转移

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。