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C語言處理資料的工具------運算子

2021-08-17 08:16:26 軟體設計

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目錄

1.算術運算子

2.移位運算子

3.位運算子

3.1 &(按位與)

3.2 |(按位或)

3.3 ^(按位異或)

4.賦值運算子

5.復合賦值符

6.單目運算子

6.1!(邏輯反操作)

6.2 sizeof

6.3 ~(按位取反)

6.4 &取地址

6.5 *解參考運算子

6.6 ++、-- 運算子

7.關系運算子

8.邏輯運算子

9.條件運算子

10.逗號運算式

11.下標參考、函式呼叫和結構成員

11.1[ ] 下標參考運算子

11.2( ) 函式呼叫運算子

12.結構成員

13.運算式求值

13.1隱式型別轉換

13.2算術轉換

13.3運算子的屬性


1.算術運算子

+ - * / %
1. 除了 % 運算子之外,其他的幾個運算子可以作用于整數和浮點數,
2. 對于 / 運算子如果兩個運算元都為整數,執行整數除法,而只要有浮點數執行的就是浮點數除
法,
3. % 運算子的兩個運算元必須為 整數 ,回傳的是整除之后的 余數
針對于/,要特別提一點
int ret = 9/2;
double ret = 9/2;

大家可能會認為9/2算出來是4是因為int整型,實際上不是,當你以double型別列印時結果是4.0,所以說這是‘/’自身的特點,并不是int型別造成的,

那要怎么算出4.5呢?

上面第二點提到了,只要有浮點數就執行浮點數除法,所以可以改成9.0/2或者9/2.0就能算出4.5了,

2.移位運算子

<< 左移運算子
>> 右移運算子

移位運算子,移動的是二進制

對于整數的二進制有3中表示形式:原碼、反碼、補碼

正整數 - 原碼、反碼、補碼相同

負整數

原碼 - 直接按照數字的正負寫出的二進制序列

反碼 - 原碼的符號位不變,其他位按位取反得到的

補碼 - 反碼+1

二進制的第一位為符號位,負數為1,正數為0

整數在記憶體中存盤的是二進制的補碼

那移位運算子是怎么對二進制進行移位的呢?

int a = 5;
int b = a << 1;

以32bit系統為例

算出來結果是10

注意:此時a的值還是5,b的值是10,移位運算子并不對自身進行改變,

剛剛上面是以左移運算子為例,實際上右移運算子遵循的規則和左移略有不同,

首先右移運算分兩種:
1. 邏輯移位
左邊用0填充,右邊丟棄
2. 算術移位
左邊用原符號位填充,右邊丟棄

大部分編譯器采用的是算術移位,

int a = -1;
int b = a >> 1;

圖解

因為-1的原符號位是1,所以補1,

警告? :
對于移位運算子,不要移動負數位,這個是標準未定義的,

3.位運算子

& 按位與

| 按位或

^ 按位異或
注:他們的運算元必須是整數,

3.1 &(按位與)

int a=3 b=5;
c=a&b;

a的二進制 00000000000000000000000000000011

b的二進制 00000000000000000000000000000101

結果為 00000000000000000000000000000001

即只要有0即為0,其余不變(1向左移位按位與這個數可以找二進制里有幾個1)

3.2 |(按位或)

a的二進制 00000000000000000000000000000011

b的二進制 00000000000000000000000000000101

結果為 00000000000000000000000000000111

即只要有1即為1,其余不變

3.3 ^(按位異或)

a的二進制 00000000000000000000000000000011

b的二進制 00000000000000000000000000000101

結果為 00000000000000000000000000000110

相同為0,相異為1

異或是支持交換律的!
在這里有一道非常經典的變態面試題

不能創建臨時變數(第三個變數),實作兩個數的交換

法一:
int a = 3,b = 5;
a = a + b;
b = a - b;
a = a - b; 

但這種方法有個局限,因為整型變數有上限,如果資料過大可能會導致溢位,

法二:

int a = 3;
int b = 5;

a = a^b;
b = a^b;
a = a^b;

圖解

這個解法只是就題解題,平時我們在寫代碼時避免寫出這種可讀性差的代碼,

4.賦值運算子

賦值運算子是一個很棒的運算子,他可以讓你得到一個你之前不滿意的值,也就是你可以給自己重新賦值,
int a = 10;
int x = 0;
int y = 20;
a = x = y+1;//連續賦值

這個運算式是從右向左依次賦值的,但平時我們不建議這種寫法,

最好寫成以下這樣

x = y + 1;
a = x;

5.復合賦值符

+= 例如a+=5就相當于a = a +5,下面的以此類推,

-=

*=

/=

%=

>>=

<<=

&=

|=

^=

6.單目運算子

! 邏輯反操作
- 負值
+ 正值
& 取地址
sizeof 運算元的型別長度(以位元組為單位)
~ 對一個數的二進制按位取反
-- 前置、后置 --
++ 前置、后置 ++
* 間接訪問運算子 ( 解參考運算子 )
( 型別 ) 強制型別轉換

6.1!(邏輯反操作)

C語言是如何表示真偽的?

0位假,非0為真,C語言規定真所對應的值為1,所以 0為假 !0 為真,

6.2sizeof

這邊強調一點大家容易誤解的,sizeof是運算子不是函式!

int a = 5;
short s = 10;
printf("%d\n", sizeof(s = a + 2));//結果為2
printf("%d\n", s);                //結果為10

sizeof()最終算的型別是運算式最終的型別,當把int型別賦給short int 型別時會發生截斷,

6.3~(按位取反)

00000000000000000000000000001111

11111111111111111111111111111110000

即0和1互換


6.4&取地址

int a = 10;

int * p = &a;

取地址時取出的是4個位元組中的第一個位元組,且是低地址,

6.5*解參考運算子

int a = 10;

int * p = &a;

*p = 20; //解參考運算子

*p表示通過p找到a的地址從而改變a的內容,

int b = *p;//右值
*p = 20;//左值

當*p在等號左右兩邊所表達的意義不同,

左值代表空間,右值代表空間的內容,

6.6 ++、-- 運算子

這里以++為例

前置++

int a = 10;
int b = a++;
//最終結果為 a為11 b為10,后置++,先賦值,后++
后置++
int a = 10;
int b = ++a;
//最終結果為 a為11 b為11,前置++,先++,后賦值

7.關系運算子

>
>=
<
<=
!= 用于測驗 不相等
== 用于測驗 相等
這邊只提一點,在編程的程序中切記==和=的區別,==是判斷兩個數是否相等,=是賦值運算子,

8.邏輯運算子

&& 邏輯與
|| 邏輯或
邏輯與 &&
一假既假
邏輯或||
一真既真
這里的與和或和高中數學邏輯用語里的且和或是一樣的,
#include <stdio.h>
int main()
{
    int i = 0,a=0,b=2,c =3,d=4;
    i = a++ && ++b && d++;
    printf("a = %d\n b = %d\n c = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
    return 0;
}

此題輸出結果為1234,首先,a++,是先使用后++,a是0,0是假,所以不管后面的運算式是什么,最終結果都是假,后面的運算式沒有參與運算,故結果為1234,

9.條件運算子

exp1 ? exp2 : exp3
b = a > 5 ? 3 : -3;

這段代碼等價于下面這段代碼

if (a > 5)
        b = 3;
else
        b = -3;

10.逗號運算式

exp1 , exp2 , exp3.....expn

從左向右依次計算,整個運算式的結果是最后一個運算式的結果,

int a=3,b=5,c=6;
int d=(a=a-2,b=a+c,c=a-b);//逗號運算式的結果即為c=a-b的結果
printf("%d",d);//輸出結果為-6

11.下標參考、函式呼叫和結構成員

11.1[ ] 下標參考運算子

運算元:一個陣列名 + 一個索引值
int arr[10];//創建陣列
arr[9] = 10;//實用下標參考運算子,
//[ ]的兩個運算元是arr和9,

所以arr[10]也可以寫成10[arr],因為arr和10就是兩個運算元,可以交換順序,只是平時我們習慣寫arr[10],

11.2( ) 函式呼叫運算子

#include <stdio.h>
 void test1()
 {
     printf("hehe\n");
 }
 void test2(const char *str)
 {
     printf("%s\n", str);
 }
 int main()
 {
     test1();              //使用()作為函式呼叫運算子,
     test2("hello world.");//使用()作為函式呼叫運算子,
     return 0;
 }

12.結構成員

. 結構體.成員名

-> 結構體指標->成員名
#include <string.h>

struct Book
{
	char name[20];
	float price;
	char id[10];
};


void print1(struct Book b)
{
	printf("書名: %s\n", b.name);
	printf("價格: %f\n", b.price);
	printf("書號: %s\n", b.id);

	
}

void print2(struct Book* pb)
{
	

	printf("書名: %s\n", pb->name);
	printf("價格: %f\n", pb->price);
	printf("書號: %s\n", pb->id);
}

int main()
{
	struct Book b = {"C語言程式設計", 55.5f, "C20190201"};
	print2(&b);
	return 0;
}

在這里強調一點,如果要對結構體里的內容進行改變,不可直接改,要用strcpy函式進行更改,例如strcpy(b.name, "資料結構"),因為b.name中name是陣列名,是首元素的地址,如果直接對b.name進行更改相當于是對地址進行更改,而你要改的是內容,這種做法肯定是錯的,

13.運算式求值

運算式求值的順序一部分是由運算子的優先級結合性決定,

同樣,有些運算式的運算元在求值的程序中可能需要轉換為其他型別

13.1隱式型別轉換

C 的整型算術運算總是至少以預設整型型別的精度來進行的,
為了獲得這個精度,運算式中的字符短整型運算元在使用之前被轉換為普通整型,這種轉換稱為 整型 提升

看完這段話,你一定是這樣的

舉個栗子

int main()
{	char a = 3;//a是1byte - 8bit
    //發生整型提升的程序
	//00000000000000000000000000000011
	//00000011 - a 發生截斷
	char b = 127;//b是1byte - 8bit
	//00000000000000000000000001111111
	//01111111 - b	
	//a和b都是char型別,自身大小的都是1byte,所以這里計算的時候要進行整型提升
	//整形提升是按照變數的資料型別的符號位來提升的,正數補0,負數補1,無符號數補0
    //例如a是00000011最高位為0,所以前面補0若a是-1則11111111最高位是1,前面補1
	//00000000000000000000000000000011 a
	//00000000000000000000000001111111 b
	//00000000000000000000000010000010 a+b
	//
	char c = a + b;
	//10000010 - c	發生截斷
    printf("%d\n",c);
    //11111111111111111111111110000010 最高位為1,前面補1,記憶體中存的是補碼
	//11111111111111111111111110000001 反碼  補碼-1就是反碼
	//10000000000000000000000001111110 原碼  反碼按位取反就是原碼
	//-126
	

	return 0;
}

整型提升的具體例子

int main()
{
     char 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; 
}

列印結果為c,因為c是int不用整型提升,而char和short都需要整型提升,

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

第一個因為c是char型別所以是1個位元組,而第二第三個因為+-號所以c參與了運算,要進行整型提升,所以是4個位元組,

13.2算術轉換

如果某個運算子的各個運算元屬于不同的型別,那么除非其中一個運算元的轉換為另一個運算元的型別,否則操作就無法進行,下面的層次體系稱為尋常算術轉換
long double
double
float
unsigned long int
long int
unsigned int
int

轉換優先級自下而上,例如

float a = 3.7
double b = 3.14
//則a*b結果的型別是double

13.3運算子的屬性

復雜運算式的求值有三個影響的因素,
1. 運算子的優先級
2. 運算子的結合性
3. 是否控制求值順序
優先級和結合性

那什么是結合性呢?

舉個栗子

比如a+b+c到底是先a+b 再加c還是先b+c再加a呢?表中也寫了方向是從左向右,所以是先a+b再加c,

優先級的作用物件是相鄰運算子

a*b+c*d+e*f

這個式子的計算路徑有兩種

一是:

a * b
c * d
a * b + c * d
e * f
a * b + c * d + e * f
二是:
a * b
c * d
e * f
a * b + c * d
a * b + c * d + e * f

第二種計算路徑說明了優先級作用的物件是相鄰運算子,

這段代碼實際上是問題代碼,因為計算路徑不唯一,平時寫程式時一定要確保計算路徑的唯一性,

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    他們集團的資訊化公司及研究院在一個礦區正在做智能礦山的統一平臺的 試點,專案投資大概1億,包括了礦山的各方面的內容,顯示得我們這次交流有點多余。他們2年前開始做智能礦山的規劃,有很多煤礦行業專家的加持,他們的描述是非常完美,但是去年底應該上線的平臺,現在還沒有看到影子。他們確實有很多場景需求,但是被... ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:19:07 more
  • 《社區人員管理》實戰案例設計&個人案例分享

    設計是一個讓人夢想成真程序,開始編碼、測驗、除錯之前進行需求分析和架構設計,才能保證關鍵方面都做正確 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:18:57 more
  • 軟體架構生態化-多角色交付的探索實踐

    作為一個技術架構師,不僅僅要緊跟行業技術趨勢,還要結合研發團隊現狀及痛點,探索新的交付方案。在日常中,你是否遇到如下問題 “ 業務需求排期長研發是瓶頸;非研發角色感受不到研發技改提效的變化;引入ISV 團隊又擔心質量和安全,培訓周期長“等等,基于此我們探索了一種新的技術體系及交付方案來解決如上問題。 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:18:49 more
  • 05單件模式

    #經典的單件模式 public class Singleton { private static Singleton uniqueInstance; //一個靜態變數持有Singleton類的唯一實體。 // 其他有用的實體變數寫在這里 //構造器宣告為私有,只有Singleton可以實體化這個類! ......

    uj5u.com 2023-04-19 08:42:51 more
  • 【架構與設計】常見微服務分層架構的區別和落地實踐

    軟體工程的方方面面都遵循一個最基本的道理:沒有銀彈,架構分層模型更是如此,每一種都有各自優缺點,所以請根據不同的業務場景,并遵循簡單、可演進這兩個重要的架構原則選擇合適的架構分層模型即可。 ......

    uj5u.com 2023-04-19 08:42:41 more