前言

Hello各位老铁们，还记得我在 初识C语言(下) 中介绍的操作符吗？在初识部分，我向大家罗列了C语言中所有的操作符，并且选择性的讲解了一些常用操作符。本章在此基础之上，继续深入学习和使用操作符！

一、操作符分类

下面是C语言中所有的操作符种类：

1. 算术操作符
2. 移位操作符
3. 位操作符
4. 赋值操作符
5. 单目操作符
6. 关系操作符
7. 逻辑操作符
8. 条件操作符
9. 逗号表达式
10. 下标引用、函数调用和结构成员

在初识C语言(下)中，小编已经对部分操作符进行了详细介绍，这里就不在赘述。下面就对余下操作符进行讲解：

二、操作符精讲

🍑1、原码、反码、补码

在介绍移位操作符和位操作符之前，我们有必要了解一下有符号整数在计算机中的存储方式：

1. 首先整数在计算机中以2进制表示，其中有符号整形的2进制又包含原码、反码以及补码。
2. 规定有符号整数的最高位表示符号位，0表示正数，1表示负数。其它位为数值位。
3. 正整数的原码、反码、补码相同。
4. 负整数的原码：即直接将数值翻译为2进制位+符号位。
5. 负整数的反码：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。
6. 负整数的补码：反码+1就得到补码。
7. 整数在内存实际存放的是补码，而我们使用的是原码。

📝例如：
正整数的原、反、补相同：

负整数的原反补需要转换：

🍑2、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。

(1)左移操作符

移位规则：左边抛弃、右边补0
📝例如：以4和-4为例

注意：a<<1,当a的未被赋值的情况下，自身的值不会发生变化。右移同理

代码展示：

#include
int main()
{
	int a = 4;
	//00000000000000000000000000000100 - 4的补码
	int b = a << 1;//把a向左移动一位
	//00000000000000000000000000001000 - 8的补码
	printf("a=%d b=%d\n", a, b);
	return 0;
}
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#include
int main()
{
	int a = -4;
	//10000000000000000000000000000100 - -4的原码
	//11111111111111111111111111111011 - -4的反码
	//11111111111111111111111111111100 - -4的补码

	int b = a << 1;//把a向左移动一位
	//11111111111111111111111111111000 - b中存储的补码
	//11111111111111111111111111110111 - b的反码
	//10000000000000000000000000001000 - b的原码
	//-8
	printf("a=%d b=%d\n", a, b);

	return 0;
}
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拓展：左移是把2进制向高位移动，每移动1位有扩大2倍的效果

(2)右移操作符

移位规则：

1. 逻辑移位 左边用0填充，右边丢弃
2. 算术移位 左边用原该值的符号位填充，右边丢弃

在C语言中，C语言标准并没有规定有符号数应该使用那种类型的右移，而是取决于编译器。但是绝大多数编译器都采用算术右移。对于无符号数，自然采用逻辑右移。

📝例如：同样以4和-4为例

#include
int main()
{
	int a = 4;
	//00000000000000000000000000000100 补码
	int b = a >> 1;
	//00000000000000000000000000000010 补码
	printf("a=%d b=%d\n", a, b);
	return 0;
}
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#include
int main()
{
	int a = -4;
	//10000000000000000000000000000100 - -4的原码
	//11111111111111111111111111111011 - -4的反码
	//11111111111111111111111111111100 - -4的补码

	int b = a >> 1;
	//11111111111111111111111111111100
	//11111111111111111111111111111110 - b在内存中的补码
	//11111111111111111111111111111101 - b的反码
	//10000000000000000000000000000010 - b的原码
	//-2
	printf("a=%d b=%d\n", a, b);

	return 0;
}
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拓展：右移是把2进制向低位移动，每移动1位有缩小2倍的效果

🍑3、位操作符

& 按位与
| 按位或
^ 按位异或
~取反运算符
注：他们的操作数必须是整数。

(1) & 按位与操作符

规则： 有0则为0，两个同时为1才为1

(2) | 按位或操作符

规则： 有1则为1，两个同时为0才为0

(3) ^ 按位异或操作符

规则： 相同为0，相异为1

(4) ~ 按位取反操作符

规则： 0为1,1为0

📝一道变态的面试题：
不能创建临时变量（第三个变量），实现两个数的交换。
方法一：

int main()
{
	int a = 3;
	int b = 5;

	a = a + b;//将(a+b)的和存到a中
	b = a - b;//a的值为(a+b)的和-b，由于a=a+b即b=(a=a-b)
	a = a - b;//b的值为(a+b)的和-a，由于a=a+b且b=a，即a=(b=a-b)
	printf("a=%d b=%d\n", a, b);
	return 0;
}
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缺陷：两个整数加和可能越界
方法二：

//思路：
//a^a=0
//0^a=a
#include 
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	a = a ^ b;
	b = a ^ b;//b=a ^ b ^ b
	a = a ^ b;//a=a^b^a
	printf("a = %d b = %d\n", a, b);
	return 0;
}
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这道题在交换变量内容时一反常态，解题思路比较绕，建议大家反复观看，重在理解。

🍑4、sizeof详解

(1) sizeof+变量或类型

sizeof操作符的作用是：返回操作数的类型长度（以字节为单位）
注意：sizeof的操作数是变量名时可以不带括号，如果是类型名必须带括号

int main()
{
	int a = 10;
	int* p;
	int arr[10];
    //%zu专门打印sizeof的返回值
	printf("%zu\n", sizeof(a));//int  4
	printf("%zu\n", sizeof a);//int  4
	printf("%zu\n", sizeof(int));//int  4
	//printf("%zu\n", sizeof int);//err
	
	printf("%zu\n", sizeof(p));//int* 4
	printf("%zu\n", sizeof(arr));//（int [10]）40去掉数组名剩下的就是数组类型 
	printf("%zu\n", sizeof(arr[10]));//int 4

	return 0;
}
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(2) sizeof和数组

#include 
void test1(int arr[])
{
	printf("%d\n", sizeof(arr));
}
void test2(char ch[])
{
	printf("%d\n", sizeof(ch));
}
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	char ch[10] = { 0 };
	printf("%d\n", sizeof(arr));//sizeof 数组名，计算的是整个数组的大小//40
	printf("%d\n", sizeof(ch)); //10
	test1(arr);//数组传参传递的是首元素的地址//8或4(取决于32位还是64位)
	test2(ch);//数组传参传递的是首元素的地址 //8或4(取决于32位还是64位)
	return 0;
}
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(3) sizeof和表达式

注意：sizeof里面的表达式不参与计算

#include
int main()
{
	short s = 10;
	int a = 2;
	s = a + 5;
	//sizeof返回的是类型的大小，而表达式s=a+5返回的是s的类型。即short类型
	//sizeof里面的表达式不参与计算
	printf("%d\n", sizeof(s = a + 5));//2
	printf("%d\n", s);//7

	return 0;
}
//输出：2,7
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🍑5、逻辑操作符

&& 逻辑与
|| 逻辑或
! 逻辑非

(1) 操作符&&与||

&&与||使用和理解还是比较简单的，比如判断闰年：

#include
int main()
{
	int year = 2000;
	if (((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0)) || (year % 400 == 0))
	{
		printf("是闰年");
	}
	return 0;
}
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补充：&&与||在表达式计算时是会控制求值顺序的。例如下面一道360的笔试题：

#include 
int main()
{
    int i = 0,a=0,b=2,c =3,d=4;
    i = a++ && ++b && d++;
    //i = a++||++b||d++;
    printf("a = %d\n b = %d\n c = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
    return 0; }
//程序输出的结果是什么？
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当i=a++&&++b&&d++时，由于a=0即为假，对于&&操作符，一旦有一个表达式为假，后面的表达式就不在计算，判定整体为假。所以只计算a++，求得：a=1，b=2，c=3，d=4

当i=a++||++b||d++时，a=0为假，++b=3为真，所以a++||++b整体为真，对于||操作符，有真则为真，所以表达式d++不在计算，求得：a=1,b=3,c=3,d=4

(2) 逻辑非：

“逻辑非”就是指本来值的反值。
例如：" !0" 这个逻辑表达式的值为1.
" !1" 这个逻辑表达式的值为0.

🍑6、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。

📝例如：

//代码1
int a = 1;
int b = 2;
int c = (a>b, a=b+10, a, b=a+1);//逗号表达式
//可求得：(a>b)==0,a=12,a=12,b=13,即c=13

//代码2
//用于判断
if (a =b + 1, c=a / 2, d > 0)
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逗号表达式的其它用法：
逗号表达式在一定情境下还可以简化代码。

     ...
count_val(a);
while (a > 0) 
{
	//业务处理
	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
}
//是不是简洁多了？
     ...
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总结

本章重点介绍了原、反、补码，移位操作符、位操作符、sizeof、逻辑操作符以及逗号表达式。最后希望看完本文能够对您有所帮助，如有疑问欢迎随时交流！铁汁们，我们下期再见！
下期预告：表达式求值——整形提升与算数转换