【C语言基础】：操作符详解(一)

操作符详解

1. 操作符的分类

C语言中，操作符分为算术操作符、赋值操作符、逻辑操作符、条件操作符和单目操作符等等。

. 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： ()

2. 二进制和进制转换

2.1 什么是二进制、八进制、十进制、十六进制

2.1.1 二进制和进制转换

通俗来讲二进制、八 进制、 十进制、 十六进制是数值的不同表示形式而已。
比如：数值15的各种进制的表示形式：

15的2进制表现形式： 1111
15的8进制表现形式： 17
15的10进制表现形式： 15
15的16进制表现形式： F
//16进制的数值之前写：0x
//8进制的数值之前写：0
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#include
int main()
{
	printf("%d\n", 153);
	printf("%d\n", 0153);
	printf("%d\n", 0x153);
	return 0;
}
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2.1.2 二进制转十进制

十进制的123表示的值是一百二十三 ，十进制的每一位是有权重的 ，十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 …

二进制和十进制是类似的 ，只不过二进制的每—位的权重

十进制转二进制数字

进行转化的方法就是：这个数字%2，得到的余数写在一边，直到最后被除数为0时，再将数字从下往上抄上，这个数字即为十进制数字的二进制数
所以120转成二进制就是1111000

2.2.3 二进制转八进制

8进制的数字每一位是0 ~ 7的，0~7的数字，各自写成2进制，最多有3个二进制位就足够了，比如7的二进制是111 ，所以在二进制转八进制数的时候 ，从二进制序列中右边低位开始向左每3个二进制位会换算一 个八进制位 ，剩余不够3个二进制位的直接换算。

如：二进制的 01101011，换成八进制：0153，0开头的数字，会被当做八进制。

2.2.4 二进制转十六进制

十六进制的数字每一位是0 ~ 9,a ~ f 的，0~9,a ~ f的数字，各自写成二进制，最多有4个二进制位就足够了，比如 f 的二进制是1111，所以在二进制转十六进制数的时候，从二进制序列中右边低位开始向左每4个二进制位会换算一个十六进制位，剩余不够4个二进制位的直接换算。

如：二进制的01101011，换成十六进制：0x6b ，十六进制表示的时候前面加0x

3. 源码、反码、补码

整数的二进制表示方法有三种 ，即原码、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，二进制序列中，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”。

负整数的原码、反码、补码表示方法各不相同。
原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制得到的就是原码。
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：正数的原码、反码、补码相同。
补码得到原码也是可以使用：取反，+1的操作。

对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。
计算机中进行计算是使用补码，%d打印是用原码。

这是因为在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，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。

#include
int main()
{
	int a = 10;
	// a是整型，即a占4个字节(32bite)位
	// 00000000000000000000000000001010 -> a的原码
	// 00000000000000000000000000001010 -> a的反码
	// 00000000000000000000000000001010 -> a的补码
	int b = -10;
	// 10000000000000000000000000001010 -> b的原码
	// 11111111111111111111111111110101 -> b的反码
	// 11111111111111111111111111110110 -> b的补码
	return 0;
}
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4. 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。

4.1 左移操作符

移位规则：左边抛弃、右边补0

#include
int main()
{
	int a = 10;
	int b = a << 1;
	printf("b = %d\n", b);
	printf("a = %d\n", a);
	return 0;
}
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可以看到左移一位有乘以2的效果。

4.2 右移操作符

移位规则：首先右移运算分两种：

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
   

逻辑右移比较简单粗暴，直接在左边添0，显然，这会使得负数右移后变成正数。

算数右移与逻辑右移不同，它是在左边补原该值的符号位进行填充，不会出现负数右移变正数的情况。

#include
int main()
{
	int a = -1;
	int b = a >> 1;
	printf("b = %d\n", b);
	printf("a = %d\n", a);
	return 0;
}
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注意：右移是算数右移还是逻辑右移标准中没有规定，这是取决于编译器的。

5. 位操作符：&、|、^、~

位操作符有：

&       //按位与
|       //按位或
^       //按位异或
~       //按位取反
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这里的位表示二进制位。
注：他们的操作数必须是整数。

5.1 按位与 &

在 C 语言中，按位与运算符用符号 & 表示。
按位与的规则是：两个操作数对应的的二进制位中都为1时，结果为1，否则为0。

这里我们直接上代码

#include
int main()
{
	int a = 10;
	int b = -7;
	int c = a & b;
	printf("%d\n", c);
	return 0;
}
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5.2 按位或 |

在 C 语言中，按位或运算符用符号 | 表示。
按位或的规则是：两个操作数对应的的二进制位中任何一个对应的位为1，那么结果中的该位就为 1；只有当两个操作数的对应位都为 0 时，结果中的该位才为 0。

#include
int main()
{
	int a = 10;
	int b = -7;
	int c = a | b;
	printf("%d\n", c);
	return 0;
}
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5.3 按位异或 ^

在 C 语言中，按位异或运算符使用符号 ^ 表示。
按位异或的规则是：两个操作数中的对应位相同（都为 0 或都为 1），则结果中的该位为 0；如果两个操作数中的对应位不同（一个为 0，一个为 1），则结果中的该位为 1。

#include
int main()
{
	int a = 10;
	int b = -7;
	int c = a ^ b;
	printf("%d\n", c);
	return 0;
}
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5.5 按位取反 ~

在 C 语言中，按位取反运算符使用符号 ~ 表示。
按位取反规则是：当对一个操作数进行按位取反运算时，其二进制表示中的每个位都会被反转（0 变成 1，1 变成 0）。

#include
int main()
{
	int a = 10;
	int b = ~a;
	printf("%d\n", b);
	return 0;
}
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