C语言学习及复习笔记-【5】C 运算符

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5. C 运算符

运算符是一种告诉编译器执行特定的数学或逻辑操作的符号。
C 语言内置了丰富的运算符，并提供了以下类型的运算符：

1. 算术运算符
2. 关系运算符
3. 逻辑运算符
4. 位运算符
5. 赋值运算符
6. 杂项运算符

5.1 关系运算符

下表显示了 C 语言支持的所有关系运算符。假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则：

运算符	描述	实例
==	检查两个操作数的值是否相等，如果相等则条件为真。	(A == B) 不为真。
!=	检查两个操作数的值是否相等，如果不相等则条件为真。	(A != B) 为真。
>	检查左操作数的值是否大于右操作数的值，如果是则条件为真。	(A > B) 不为真。
<	检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是则条件为真。	(A < B) 为真。
>=	检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值，如果是则条件为真。	(A >= B) 不为真。
<=	检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值，如果是则条件为真。	(A <= B) 为真。

5.2 逻辑运算符

下表显示了 C 语言支持的所有关系逻辑运算符。假设变量 A 的值为 1，变量 B 的值为 0，则：

运算符	描述	实例
&&	称为逻辑与运算符。如果两个操作数都非零，则条件为真。	(A && B) 为假。
||	称为逻辑或运算符。如果两个操作数中有任意一个非零，则条件为真。	(A || B) 为真。
!	称为逻辑非运算符。用来逆转操作数的逻辑状态。如果条件为真则逻辑非运算符将使其为假。	!(A && B) 为真。

5.3 位运算符

位运算符作用于位，并逐位执行操作。&、 | 和 ^ 的真值表如下所示：

p	q	p & q	p | q	p ^ q
0	0	0	0	0
0	1	0	1	1
1	1	1	1	0
1	0	0	1	1

假设如果 A = 60，且 B = 13，现在以二进制格式表示，它们如下所示：

A = 0011 1100
B = 0000 1101\\-----------------
A&B = 0000 1100 //12
A|B = 0011 1101 //61
A^B = 0011 0001 //49
~A  = 1100 0011 //-61
A << 2          //左边的二进制位丢弃，右边补0,将得到 240，即为 1111 0000
A >> 2          //正数左补0，负数左补1，右边丢弃,将得到 15，即为 0000 1111    

5.4 杂项运算符 ↦ sizeof & 三元

下表列出了 C 语言支持的其他一些重要的运算符，包括 sizeof 和 ? :。

运算符	描述	实例
sizeof()	返回变量的大小。	sizeof(a) 将返回 4，其中 a 是整数。
&	返回变量的地址。	&a; 将给出变量的实际地址。
*	指向一个变量。	*a; 将指向一个变量。
? :	条件表达式	如果条件为真 ? 则值为 X : 否则值为 Y

5.5 例子

1). 利用异或 ^ 来交换两个数的值，而且不引入其他变量。

实例

#include<stdio.h>int main( )
{unsigned int a=60;         //0011 1100unsigned int b=13;         //0000 1101printf("a=%d,b=%d",a,b);   //输出a，b的值printf("\n");a=a^b;                     //a=a^b=0011 0001b=a^b;                     //b=a^b=0011 1100   相当于b1=(a^b)^ba=a^b;                     //a=a^b=0000 1101   相当于a1=(a^b)^((a^b)^b)printf("a=%d,b=%d",a,b);   //输出a，b的值
}

结果：

a=60，b=13；
a=13，b=60；

2). 利用位与 & 运算，判断一个整数是否是2的整数次幂。

二进制数的位权是以2为底的幂，如果一个整数 m 是 2 的 n 次幂，那么转换为二进制之后只有最高位为 1，其余位置为 0，再观察 m-1 转换为二进制后的形式以及 m&(m-1) 的结果，例如：

2 --> 0000 0010        1 --> 0000 0001        2&1 --> 0000 0010 & 0000 0001 = 0
4 --> 0000 0100        3 --> 0000 0011        4&3 --> 0000 0100 & 0000 0011 = 0
8 --> 0000 1000        7 --> 0000 0111        8&7 --> 0000 1000 & 0000 0111 = 0

可以看出所有的 1 完美的错过了，根据位与的特点可知 m&(m-1) 的结果为 0。

如果整数 m 不是 2 的 n 次幂，结果会怎样呢？例如 m=9 时：

9 --> 0000 1001        8 --> 0000 1000        9&8 --> 0000 1001 & 0000 1000 != 0

利用这一特点，即可判断一个整数是否是2的整数次幂。

》示例：

int func(int num){return ((num > 0) && ((num & (num - 1)) == 0));//2的n次幂时，返回true
}
#include <stdio.h>int num;//global variable
int func(int num){if ((num>0)&&(num&(num-1))==0)){//2的n次幂时，判断条件为1；否则为0.printf("%d是2的整数次幂",num);}else{printf("%d不是2的整数次幂",num);}return((num>0)&&(num&(num-1))==0);
}int main(){printf("请输入要查询的数\n");scanf("%d",&num);func(num);return 0;
}

3). 不同长度的数据进行位运算

如果两个不同长度的数据进行位运算时，系统会将二者按右端对齐，然后进行位运算。

以“与”运算为例说明如下：我们知道在 C 语言中 long 型占 4 个字节(似乎比int大），int 型占 4 个字节，如果一个 long 型数据与一个 int 型数据进行“与”运算，右端对齐后，左边不足的位依下面三种情况补足:

• （1）如果整型数据为正数，左边补 16 个 0。
• （2）如果整型数据为负数，左边补 16 个 1。
• （3）如果整形数据为无符号数，左边也补 16 个 0。

如：long a=123; int b=1; 计算 a & b。 -----------------1

如：long a=123; int b=-1; 计算 a & b。 -----------------123

如：long a=123; unsigned int b=1; 计算 a & b。-------1

4).运算符优先级：

括号成员是老大;      // 括号运算符 []() 成员运算符.  ->
全体单目排老二;      // 所有的单目运算符比如++、 --、 +(正)、 -(负) 、指针运算*、&
乘除余三,加减四;    // 这个"余"是指取余运算即%,* /
移位五，关系六;     // 移位运算符：<< >> ，关系：> < >= <= 等
等与不等排行七;     // 即 == 和 !=
位与异或和位或;     // 这几个都是位运算: 位与(&)异或(^)位或(|)    
"三分天下"八九十;  逻辑与，逻辑或;    // 逻辑运算符: || 和 &&
十一十二紧挨着;    // 注意顺序: 优先级(||)  底于 优先级(&&) 
条件只比赋值高,    // 三目运算符(?:)优先级排到 13 位只比赋值运算符和 "," 高
逗号运算最低级!    //逗号运算符优先级最低