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【C語言知識精講①】運算子詳解(坑點+重難點+優先級結合性總結)

2021-10-25 07:24:15 軟體設計

?前言?

這個系列作為【全網最強】的續作,在內容上不會只是走馬燈式的瀏覽知識點,而會對各個知識點進行精講精析,達到真正熟練的地步,雖然說博主學習C語言不過兩個多月,但也熟知重難點和易錯點,會和大家一起分享學習,關注博主🍻,在學習C語言的路上結伴前行吧!

🐱?💻作者概況: 就讀南京郵電大學努力學習的大一小伙

🐱?🐉聯系方式:2879377052(QQ小號)

🐱?👤資源推薦:C語言從入門到進階

🐱?🚀今日書籍分享: 《C陷阱與缺陷》 提取碼:CSDN

🐱?👓gitee碼云鏈接: Gitee倉庫 test

📚參考書籍:《C缺陷與陷阱》

[有問題歡迎留言討論,作者盡力幫忙]?


目錄

一、優先級和結合性

二、 算數運算子

三、關系運算子

四、邏輯運算子

五、位操作運算子

六、賦值運算子

七、條件運算子

八、求位元組數運算子

九、逗號運算子

十、強制型別轉換運算子

十一、詞法運算中的“大嘴法”

十二、優先級與結合性總結

十三、后記


一、優先級和結合性

優先級:優先級的高低決定運算的優先順序,如最常見的加和乘,3+2*5中乘法優先級高

結合性:C語言中各運算子的結合性分為兩種,即左結合性(自左至右)和右結合性(自右至左),結合性指的是編譯器解釋的順序,如賦值運算子的結合性為自右向左,a=b=c實際將c賦值給b,再將b賦值給a,從右往左解釋

(運算子也叫運算子)

二、 算數運算子

<第一組> + - *(乘) /(除) %(取余)

解釋:+ - * /詳細很好理解,解釋一下%,取余表示取余數,如30%11=8,而30/11=2,

注意點:

①除號兩邊資料型別不同時會發生型別轉,

舉例:如1/2=0,因為除號兩邊都是整形,所以結果也是整形,1除2等于0余1,1/2.0,除號一邊是整數,另一邊是浮點數,型別不同,int型轉化為double型,因此結果也是浮點數,所以答案是0.5,

自動型別轉化原則:將參與運算的運算元轉換成其中占用記憶體大的型別,防止資料丟失

②取余兩邊必須是整型,不能出現浮點數

<第二組> ++(自增) --(自減)

解釋:++等價于a=a+1 --等價于a=a-1

注意點 :

①前置++與后置++問題

前置++,先自增后使用;后置加加,先使用后加加(--同理)

程序分析:為b賦值時,++在a后后置加加,所以現將a的值賦值給b,所以b的值為5,為b賦值后a自增1變成6,為c賦值時,++在a前為前置加加,所以先將a自增再賦值給c,a自增后值為7,所以c的值為7,

為什么將上面的算數運算子分成一二組呢,因為這兩組的優先級和結合性不同(在最后總結)

三、關系運算子

<第一組> > < <= >= <=

<第二組> ==(相等) !=(不相等)

(為什么分成兩組呢,兩組的優先級不同,最后有總結)

注意點:

①大于等于中>與=之間不要留有空格,否則不會被識別為>=,其他同理

②注意:==與!=的優先級低于第一組的關系運算子

舉例:if(10>=5 == 4<=3)

>=和<=的優先級高于==,所以最后計算==

10>=5為真,整體的值為1;4<=3為假,整體的值為0,1==0為假,所以if陳述句不執行

③?易錯點:注意別把==寫成=,

#include<stdio.h>
int main()
{
	for (int k = -1; k = 1; k++)
	{
		printf("*****\n");
	}
	return 0;
}

分析:寫成k=1,而不是k==1,則每次不是進行判斷而是將k賦值成1,1表示真,回圈還會繼續,所以程式的結果是死回圈,在設計程式時要特別小心這種錯誤,

int main()
{
	int a = 1;
	int b = 2;
	int c = 3;
	if (a <= b <= c)
	{
		printf("haha");
	}
	return 0;
}

④所有運算式都有值,這里if里的邏輯是:a<=b為真,所以a<=b的值為1,1<=c成立,所以if陳述句執行,注意這里并不是字面看來的判斷是不是a<=b<=c,

四、邏輯運算子

<第一組> && (邏輯與)

<第二組> ! (邏輯非)

<第三組> || (邏輯或)

(自上往下優先級降低)

解釋:

1.邏輯與:兩邊都為真整體才為真,如 if(1>0 && 8 >9)左邊為真,右邊為假,整體為假,

2.邏輯或:兩邊只要有真整體就位真,如上面的例子用 || if陳述句會執行

3.邏輯假:真變假,假變真,在vs編譯器下,真用1表示,假用0表示

如 !1=0 !6=0 !0=1

注意點:

①邏輯短路?:對于&&,只要一邊為0,就可以確定整體的值為0,其他的值就不會再運算,對于||,只要一邊為1,就可以確定整體的值為1,其他的值就不會再運算,

【總結】只在需要時對右邊求值

②注意別把&&寫成&,現在分析三種可能造成 &&寫成 &程式“沒錯的原因”

考慮以下代碼,其功能是查詢表中一個特定元素,

int i = 0;
while (i < tabsize && tab[i] != x)
{
	i++;
}

現分析將&&替換成&仍然能"正常作業"的原因,

原因一:只要xy的值都限制在0~1,x&&y和x&y的結果始終相同,

原因二:陣列結尾之后的下一個元素,只要不改變他的值而僅僅是讀取,沒有什么大的危害;并且不同與&&的“邏輯短路”,&要求兩邊都要被求值,所以會查看tab陣列結尾的后一元素(即使不存在)

(&&替換成&問題摘錄于博主以前的博客,C經典書籍筆記——C陷阱與缺陷③(語意陷阱))

驗證優先級

上面提到優先級 && > ! > ||,我們設計程式來驗證

//驗證&&優先級高于!
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 1;
	if (!a && b)
	{
		printf("haha");
	}
	return 0;
}

//驗證!優先級高于||
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	if (!a || b)
	{
		printf("%d",a);
	}
}

五、位操作運算子

<第一組> <<(左移) >>(右移)

<第二組> ~(位非) ^(位異或) &(位與) |(位或)

【優先級都不同,這里不重要,所以在最后總結】

解釋:位運算子是對二進制位的補碼進行操作的,這里涉及資料存盤的原碼反碼補碼,原反補不是這里的重點,之后作者也會發文總結,若有不大會的可以參考這篇博客 鏈接

功能:

①左移:左移位將第一運算元的每一位向左平移第二運算元指定的位數(如-1<<2表示將-1的二進制位每一位向左一兩位),右邊空位補0,左邊移出去的丟棄,

(先以-1左移1位為例圖解,-1的補碼為 11111111 11111111 11111111 11111111)

②右移:右移位將第一運算元的每一位向右平移第二運算元指定的位數,右邊丟棄,左邊空 位補值,左邊補值有兩種情況,

1.有符號數——符號位補符號值

2.無符號數——補0

(先以1右移1位為例圖解,1的補碼為 00000000 00000000 00000000 00000001)

③位非:按位取反

④位與:對應二進制有0出0,全1出1

⑤位或:對飲二進制位有1出1,全0出0

⑥位異或:對應二進制位上數字相同出0,不同出1

應用:

①用位運算子進行二進制有關的操作極其方便

例一:求一個整數存盤在記憶體中的二進制中1的個數

方法:1.利用%2和/2每次計算一個數字當前二進制位最后一位是0還是1

【缺陷】不能統計負數,局限性很大

2.利用 &1,&10,&100……判斷每一位二進制最后一位是1還是,100等用1<<2獲取

(不是100而是二進0制的100)

【缺陷】運算次數過多

3.最優解:a & (a-1),每進行一次就可以使原數字二進制少一個1,計數操作多少次使 原數字變成0,即可得出二進制中1的個數

【理解】每次a-1只會改變二進制中最后一位的1,使原來的 10 變成 01,其他不 變,&操作自然會使原二進制少一個1

//方法一:
int main()
{
	int n = 0;
	int count = 0;
	scanf("%d",&n);
	while (n)
	{
		count += n % 2;
		n /= 2;
	}
	printf("二進制序列中1的個數為:%d",count);
	return 0;
}
//方法二
int main()
{
	int n = 0;
	int count = 0;
	scanf("%d",&n);
	for (int i = 0; i < 32; i++)
	{
		if (n & 1 << i)
			count++;
	}
	printf("二進制序列中1的個數為:%d",count);

	return 0;
}
//方法三
int main()
{
	int n = 0;
	int count = 0;;
	scanf("%d",&n);
	while (n)
	{
		count++;
		n = n & (n - 1);
	}
	printf("二進制序列中1的個數為:%d",count);

	return 0;
}

②不使用變數使得兩數交換(代碼如下)

舉個例子就可以理解,可以這樣形象記憶a^b是一個寶盒,tmp^a相當于把a作為鑰匙打開,就獲得了b,但要強調的是這樣的代碼可讀性不佳,最好的還是用三個變數,

int main()
{
	int a = 1;
	int b = 10;
	int tmp = 0;
	tmp = a ^ b;
	a = tmp ^ a;
	b = tmp ^ b;
	return 0;
}

六、賦值運算子

<簡單賦值符> =

<復合算術賦值符> += -= *= /= %=

<復合位運算賦值符> &= |= ^= >>= <<=

(三種賦值運算子的優先級都相同)

符合運算子如a*=b等價于a=a*b,只是縮寫罷了,注意理解,其他以此類推

注意點

賦值運算子的優先級是所有雙目運算子中最低的,使用時尤其要注意是否要加括號

練習題: 列印的結果是什么

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 3, b = 5;
	int n = 2;
	int m;
	(m = a <= 3) && a + b < 8;
	printf("%d\n", n += n -= n * n);
	printf("%d\n", n += n -= n *= n);
	printf("%d",m );
	return 0;
}

七、條件運算子

<第一組> ?:

(唯一的三目運算子)

作用:

所有運算式都有一個值,包括條件運算子,如果第一個子運算式為真,則條件運算式的值為第二個子運算式的值,否則它就是第三個子運算式的值,

int main()
{
	int a = 10;
	int b = 1;
	int max = 0;
	max = a > b ? a : b;
	return 0;
}

八、求位元組數運算子

想必大家對sizeof都很熟悉了,這里就不贅述了,

注意:sizeof不是函式,而是運算子

九、逗號運算子

作用

逗號運算式的值是最后一個運算式的值,注意使用時要加括號

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	int c = (a + 10, b = a + 10, b + 10);//最后把b+10的值附給c
	printf("%d",c);
}

有時候要小心,不經意間就會錯,如下面的二維陣列實際只有兩個元素

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a[3][2] = { (0, 1), (2, 3), (4, 5) };
    int *p;
    p = a[0];
    printf( "%d", p[0]);
 return 0;
}

十、強制型別轉換運算子

想必大家對()也都很熟悉了,這里就不贅述了,只是注意()里的是型別而不是變數

int main()
{
	int a = 1;
	int b = 2;
	float tmp = 0.0;
	tmp = (float)a / b;
	printf("%f",tmp);
	return 0;
}

十一、詞法運算中的“大嘴法”

思考

編譯器對連續輸入的符號是看成整體還是分別處理

如a/*b,是看成a/ (*b)還是把/*以注釋符看待

原則 :大嘴法(也叫貪心法)

一個符號應該盡可能包含更多的字符,即在輸入一個可能成為符號的字符后繼續讀入下一個字符,判斷兩個字符組成的字串能否組成一個符號,重復上述程序,直至不能組成一個可能的符號,

練習: a+++++b的含義什么 【原來的解釋有誤,現糾正】

分析:根據貪心法,++組合后再一次++最后以為((a++)++))+b,然而這個式子在語法上是錯誤的,因為a++的結果不能作為左值,因此編譯器實際不會接受a++后的++,也就會語法報錯,在編程實踐中的建議就是,盡量避免使用類似的結構

十二、優先級與結合性總結

關于優先級的記憶方法,博主之前做過總結,大家可以參考 C經典書籍筆記——C陷阱與缺陷②(語法陷阱之優先級)

十三、后記

【C語言知識精講②】出爐啦 【C語言知識精講②】static修飾區域變數,全域變數,函式區別

這四個沒有提到的運算子會在之后關于陣列,指標,結構體的專題里細講,這里先不提了,

還有哦提醒一下,define不是運算子,而是預處理指令,

指標運算子:*和&

分量運算子:. ->

下標運算子:[ ]

函式呼叫運算子:()

關于C語言運算子博主就不再總結了,因為之前看到過一篇不錯的博文,大家可以看看

詳解C語言運算子(史上最全的重點總結!全在這里!)

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/ruanti/335217.html

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