#C语言——学习攻略：操作符的探索（一）

1. 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：exp1？exp2：exp3
• 逗号表达式：，
• 下标引用：[ ]
• 函数调用：()
• 结构成员访问：. 、->

--上述操作符中，学过了算术、赋值、逻辑、条件以及部分单目操作符，今天继续学习，由于有些操作符会涉及二进制，先来铺垫一下二进制。

2. 二进制和进制转换

--2进制：

• 逢2进1；
• 2进制数字都是由0、1组成

2.1 2进制转10进制

--10进制数值: 123 的每一位都是有权重的，数值从右向左依次是个位、十位、百位……，每位权重是10⁰、10¹、10²……如下图——

--类比过去，2进制: 1101 每一位权重就是：2⁰、2¹、2²……

--根据权重，就能很好理解了。

2.1.1 10进制转2进制数字

--当然对于简单的10进制数值，可以直接选择权重相加，选上的为1，反之0，大家可以试一试！

2.2 2进制转8进制、16进制

2.2.1 2进制转8进制

--8进制数字由0~7组成，0~7数值转2进制，最多3个2进制位就够了；最大值7转2进制：111。

--转换规则：从2进制序列最右端向左每三个2进制位换一个8进制位，剩余不够三个的直接换：

--如2进制01101011转8进制-0153（0开头数值被视为8进制）

2.2.2 2进制转16进制

--16进制数字由0~9、a~f（表示10进制10~15）组成，各自写成2进制，最多有4个二进制位就够了，比如f的2进制-1111；

--转换规则：从2进制序列最右端向左每4个2进制位换一个16进制位，剩余不够四个直接换。

--如2进制：01101011，换成16进制：0x6b（表示16进制，前加0x）

3. 原码、反码、补码

--整数的2进制表示：原、反、补（32位）。

--有符号整数三种表示方法均由符号位、数值位，2进制序中，最高位的1位被视作符号位，其余数值位。

--无符号整数则都是数值位。

--符号位："0"表示"正"、"1"表示"负"。

--正整数的原、反、补相同；负整数三种各不相同。

--原：直接将数值按正负数形式翻译成2进制；

--反：原码符号位不变，其余取反（0—>1\1—>0）即可；

--补：反码+1；（补码换原码：取反，+1）；

--对于整型：数据存放在内存中放的是补码，为什么？

--使用补码，可以将符号位、数值位统一处理；同时加减法也统一处理（CPU只有加法器，将减法变成加负数计算）。

--最后打印输出转化为原码

4. 移位操作符

• <<左移
• >>右移

--操作数只能是整数

4.1 左移

--规则：左边抛弃，右边补0；

#include <stdio.h>
int main()
{
	int num1 = 10;
	//左移一位
	int num2 = num1 << 1;
	printf("%d\n", num1);
	printf("%d\n", num2);
	return 0;
}
//00000000000000000000000000001010——>num1补码——>10
//00000000000000000000000000010100——>num2补码——>20

4.2 右移

--规则：

1. 逻辑右移：右边丢弃，左边补0；
2. 算术右移：右边丢弃，左边有原符号值填充；

--(逻辑右移/算术右移取决于编译器，VS2022中是算术右移。)

int main()
{
	int num1 = 10;
	//右移一位
	int num2 = num1 >> 1;
	printf("%d\n", num1);
	printf("%d\n", num2);
	return 0;
}
//00000000000000000000000000001010——>num1补码——>10
//00000000000000000000000000000101——>num2补码——>5

--num = -1

--注意：移位操作符，不能移动负数，未定义！

5. 位操作符：&、|、^、~

5.1 位操作符初步使用

--位操作符有：

• &——按位与：对应位均为 1 时结果为 1，否则为 0。
• | ——按位或：对应位至少有一个 1 时结果为 1，否则为 0。
• ^——按位异或：对应位不同时结果为 1，相同时为 0。
• ~——按位取反：所有位取反（包括符号位）。

--操作数必须是整数

--运行代码，直观了解一下：

int main()
{
	int num1 = -3;
	int num2 = 5;
	printf("%d\n", num1 & num2);——>5
	//10000000000000000000000000000011——num1原
	//11111111111111111111111111111100——num1反
	//11111111111111111111111111111101——num1补
	// 
	//00000000000000000000000000000101——num1&num2补——>5
	// 
	//num2补：00000000000000000000000000000101

	printf("%d\n", num1 | num2);——>-3

	printf("%d\n", num1 ^ num2);——>-8

	printf("%d\n", ~0);——>-1

	return 0;
}

5.2 位操作符相关练习

5.2.1 题1：不能创建临时变量(第三个变量)，实现两个整数的交换

int main()
{
	int num1 = 0;
	int num2 = 0;
	printf("请输入进行交换的数值：");
	scanf("%d%d", &num1, &num2);
	printf("num1 = %d num2 = %d\n", num1, num2);

	num1 = num1 ^ num2;
	//num1'=num1^num2
	num2 = num1 ^ num2;
	//num2'=num1'^num2=num1^num2^num2=num1
	num1 = num1 ^ num2;
	//num1=num1^num2^num1

	//a^a=0;a^0=a;
	//支持交换律
	printf("num1 = %d num2 = %d\n", num1, num2);
	return 0;
}

补充： --a^a=0;a^0=a; --支持交换律；

5.2.2 题2：编写代码实现——求一个整数存储在内存中的二进制中1的个数

int count_bits1_of_n(int n)
{
	int count = 0;
	while (n)
	{
		n = n & (n - 1);
		//循环进行一次就去掉一个1变成0，直到全为0，结束
		count++;
	}
}

int main()
{
	int num = 0;
	printf("请输入：");
	scanf("%d", &num);
	int ret = count_bits1_of_n(num);
	printf("1的个数时：%d", ret);
	return 0;
}

--这串代码的构思比较难以想到，恰好运用了刚学的知识；一定要勤学、多练！

5.2.3 题3：二进制位置0或者置1

int main()
{
	int a = 13;
	a = a | (1 << 4);
	printf("a=%d\n", a);
	a &= ~(1 << 4);
	printf("a=%d\n", a);
	return 0;
}

6. 逗号表达式

--形式：

exp1, exp2, exp3, …expN

--逗号表达式：用"，"将多个表达式隔开，从左向右依次执行，有实际意义的表达式进行计算，但只有最后表达式的结果位整个表达式的结果。

int main()
{
	int a = 1;
	int b = 2;
	int c = (a > b, a = b + 10, b = a + 1);
	//a=b+10有意义计算出a值，最后的表达式起作用，并延用a值
	printf("%d\n",c);
	return 0;
}

7. 下标访问 []，函数调用 ()

7.1 下标访问

--这个操作符在前面数组部分涉及到；比如arr[ 9 ] = 10,操作符的操作数就是arr、9.

7.2 函数调用

--这个没啥可说的，直接看代码理解：

int Add(int x, int y)
{
	return x + y;
}

int main()
{
	printf("hehe\n");
	int r = Add(3, 5);
	printf("%d\n",r);
	return 0;
}

--操作数：函数名、参数都是操作数。

结语：本篇文章分享了关于操作符的一些知识，其中有旧知识也有新知识，一定要好好理解；下篇文章将会接着把操作符剩余部分知识进行分享。如果这篇文章对你的学习有帮助的话，欢迎一起讨论学习，你这么帅给个三连吧~~~