【C语言初阶】C语言操作符全攻略：提升编程效率的关键步骤

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前言：在编程的世界里，C语言如同一座巍峨的基石，奠定了无数编程语言与软件系统的基础。作为一门历史悠久且功能强大的编程语言，C语言以其高效、灵活和可移植性赢得了广泛的赞誉和应用。而在C语言的众多组成部分中，操作符无疑是其中最为基础且关键的一环

操作符，作为编程语言中的“行动指令”，负责数据的处理、转换与决策，是编写有效、高效代码不可或缺的工具。它们如同一把把精密的钥匙，能够解锁编程世界的无限可能。然而，对于初学者而言，C语言中的操作符繁多且功能各异，往往容易让人感到困惑和迷茫

本文旨在为读者提供一个全面、深入且易于理解的C语言操作符详解。从最基本的算术操作符、关系操作符、逻辑操作符，到更高级的位操作符、赋值操作符、条件操作符等，我们将一一剖析它们的语法规则、操作原理、使用场景以及注意事项。通过丰富的示例代码和实际应用场景，帮助读者更好地理解每个操作符的作用与价值，掌握它们在编程中的灵活运用

让我们一同踏上这段充满挑战与收获的C语言操作符之旅吧！

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📒1. 算术操作符与赋值操作符

💧算术操作符

算术操作符就是简单的加减乘除，外加一个取模

+
- 
* 
/ 
%

• 除了 % 操作符之外，其他的几个操作符可以作用于整数和浮点数
• 对于 / 操作符如果两个操作数都为整数，执行整数除法。只要有浮点数执行的就是浮点数除法
• % 操作符的两个操作数必须为整数。返回的是整除之后的余数

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🔥赋值操作符

赋值操作符是C语言（以及许多其他编程语言）中极为基础和重要的一部分。它用于将右侧表达式的值赋给左侧的变量。在C语言中，最基本的赋值操作符是单个等号（=）

代码示例 (C语言)：

int main()
{int weight = 120;//体重weight = 89;//不满意就赋值double salary = 10000.0;salary = 20000.0;//使用赋值操作符赋值return 0;
}

赋值操作符也可以和其他的操作符复合使用

+=
-=
*=
/=
%=

代码示例 (C语言)：

int main()
{int a = 10;a = a * 10;a *= 10; // 复合赋值return 0;
}

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📙2. 移位操作符与位操作符

🎈移位操作符

移位操作符是一种在二进制层面上对数字进行平移的运算方式。它们主要包括左移操作符（<<）和右移操作符（>>）。在部分编程语言中，还可能存在无符号右移操作符（>>>），但在大多数讨论中，我们主要关注左移和右移

<< // 左移操作符
>> // 右移操作符

注意：移位操作符的操作数只能是整数

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左移操作符

移位规则：左边抛弃、右边补0

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右移操作符

移位规则：

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

警告⚠：对于移位运算符，不要移动负数位，这个是标准未定义的

int num = 10;
num>>-1; // error

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🎩位操作符

位操作符是用于在二进制位级别上操作数据的运算符。在C语言等编程语言中，位操作符允许开发者直接对整数类型的变量进行位级别的操作，如设置、清除、切换或移动特定位

& // 按位与
| // 按位或
^ // 按位异或

注意：它们的操作数必须是整数

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按位与（&）

对两个操作数的每一位进行比较，只有两个数的二进制表示在该位上同时为1时，结果的该位才为1，否则为0

3 & 5 
// 即 00000011
//  & 00000101
//  = 00000001，所以 3 & 5 的值为1

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按位或（|）

对两个操作数的每一位进行比较，只要两个数中的一个在该位上为1，结果的该位就为1，否则为0

2 | 4 
// 即 00000010
//  | 00000100 
//  = 00000110，所以 2 | 4 的值为6

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按位异或（^）

对两个操作数的每一位进行比较，如果两个相应位不同，则该位结果为1，否则为0

2 ^ 4 
// 即 00000010 
//  ^ 00000100 
//  = 00000110，所以 2 ^ 4 的值为6

^ 在用于交换两个数时

代码示例 (C语言)：

int main()
{int a = 10;int b = 20;a = a ^ b;b = a ^ b;a = a ^ b;printf("a = %d b = %d\n", a, b);return 0;
}

注意：并不是直接进行两次异或就能完成的，而是需要一个中间步骤，比如 a = a ^ b; b = a ^ b; a = a ^ b;（实际上可以简化为 a = a ^ b; b = a ^ b; 因为此时 a 已经变成了 a ^ b，再次与 b 异或就能得到原始的 a 值）

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移位操作符与位操作也能和赋值操作符复合使用

>>=
<<=
&=
|=
^=

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📕3. 单目操作符

单目操作符，顾名思义，是指只有一个操作数的操作符。在C语言等编程语言中，单目操作符在运算时通常具有较高的优先级

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🍁单目操作符介绍

! // 逻辑反操作
- // 负值
+ // 正值
& // 取地址
sizeof // 操作数的类型长度（以字节为单位）
~ // 对一个数的二进制按位取反
-- // 前置、后置--
++ // 前置、后置++
* // 间接访问操作符(解引用操作符)
(类型) // 强制类型转换

代码示例 (C语言)：

int main()
{int a = -10;int* p = NULL;printf("%d\n", !2);printf("%d\n", !0);a = -a;p = &a;printf("%d\n", sizeof(a));printf("%d\n", sizeof(int));return 0;
}// printf("%d\n", sizeof a);//这样写行不行？ true
// printf("%d\n", sizeof int);//这样写行不行？ false

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🍂sizeof 和 数组

代码示例 (C语言)：

void test1(int arr[])
{printf("%d\n", sizeof(arr));//(2)
}
void test2(char ch[])
{printf("%d\n", sizeof(ch));//(4)
}
int main()
{int arr[10] = { 0 };char ch[10] = { 0 };printf("%d\n", sizeof(arr));//(1)printf("%d\n", sizeof(ch));//(3)test1(arr);test2(ch);return 0;
}

注意：数组充当函数参数时，传递的是指针

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++和–运算符

代码示例 (C语言)：

// 前置++和--
int main()
{int a = 10;int x = ++a;//先对a进行自增，然后对使用a，也就是表达式的值是a自增之后的值。x为11。int y = --a;//先对a进行自减，然后对使用a，也就是表达式的值是a自减之后的值。y为10;return 0;
}// 后置++和--
int main()
{int a = 10;int x = a++;//先对a先使用，再增加，这样x的值是10；之后a变成11；int y = a--;//先对a先使用，再自减，这样y的值是11；之后a变成10；return 0;
}

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📚4. 关系，逻辑，条件，逗号操作符

🌈关系操作符

>
>=
<
<=
!= // 用于测试“不相等”
== // 用于测试“相等”

注意：在编程的过程中== 和=不小心写错，导致的错误

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🌞逻辑操作符

&& // 逻辑与
|| // 逻辑或

区分逻辑与和按位与

1&2----->0
1&&2---->1

区分逻辑或和按位或

1|2----->3
1||2---->1

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🌙条件操作符

exp1 ? exp2 : exp3 // 三目操作符

(a > b) ? a : b;
// 如果a > b成立则结果返回a，否则返回b

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⭐逗号操作符

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

int a = 1;
int b = 2;
int c = (a>b, a=b+10, a, b=a+1); // 逗号表达式  c = 13

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📜5. 下标引用、函数调用和结构成员

[ ] 下标引用操作符

操作数：一个数组名 + 一个索引值

int arr[10]; // 创建数组
arr[9] = 10; // 实用下标引用操作符。
// [ ]的两个操作数是arr和9

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( ) 函数调用操作符

接受一个或者多个操作数：第一个操作数是函数名，剩余的操作数就是传递给函数的参数

代码示例 (C语言)：

void test1()
{printf("hehe\n");
}
void test2(const char* str)
{printf("%s\n", str);
}
int main()
{test1(); //实用（）作为函数调用操作符。test2("hello bit.");//实用（）作为函数调用操作符。return 0;
}

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访问一个结构的成员

• . 结构体.成员名
• -> 结构体指针->成员名

代码示例 (C语言)：

struct Stu
{char name[10];int age;char sex[5];double score;
};
void set_age1(struct Stu stu)
{stu.age = 18;
}
void set_age2(struct Stu* pStu)
{pStu->age = 18;//结构成员访问
}
int main()
{struct Stu stu;struct Stu* pStu = &stu;//结构成员访问stu.age = 20;//结构成员访问set_age1(stu);pStu->age = 20;//结构成员访问set_age2(pStu);return 0;
}

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📝6. 表达式求值

表达式求值的顺序一部分是由操作符的优先级和结合性决定。同样，有些表达式的操作数在求值的过程中可能需要转换为其他类型

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🌄隐式类型转换

C的整型算术运算总是至少以缺省整型类型的精度来进行的。为了获得这个精度，表达式中的字符和短整型操作数在使用之前被转换为普通整型，这种转换称为整型提升

整型提升的意义：

表达式的整型运算要在CPU的相应运算器件内执行，CPU内整型运算器(ALU)的操作数的字节长度
一般就是int的字节长度，同时也是CPU的通用寄存器的长度

因此，即使两个char类型的相加，在CPU执行时实际上也要先转换为CPU内整型操作数的标准长
度

通用CPU（general-purpose CPU）是难以直接实现两个8比特字节直接相加运算（虽然机器指令
中可能有这种字节相加指令）。所以，表达式中各种长度可能小于int长度的整型值，都必须先转
换为int或unsigned int，然后才能送入CPU去执行运算

char a,b,c;
...
a = b + c;

b和c的值被提升为普通整型，然后再执行加法运算，加法运算完成之后，结果将被截断，然后再存储于a中

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如何进行整体提升呢？

//负数的整形提升
char c1 = -1;
变量c1的二进制位(补码)中只有8个比特位：
1111111
因为 char 为有符号的 char
所以整形提升的时候，高位补充符号位，即为1
提升之后的结果是：
11111111111111111111111111111111//正数的整形提升
char c2 = 1;
变量c2的二进制位(补码)中只有8个比特位：
00000001
因为 char 为有符号的 char
所以整形提升的时候，高位补充符号位，即为0
提升之后的结果是：
00000000000000000000000000000001
//无符号整形提升，高位补0

代码示例 (C语言)：

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;
}

a，b进行整体提升，但是c不需要整形提升，所以只有c==0xb6000000是真的

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🏞️算术转换

如果某个操作符的各个操作数属于不同的类型，那么除非其中一个操作数的转换为另一个操作数的类型，否则操作就无法进行。下面的层次体系称为寻常算术转换

long double
double
float
unsigned long int
long int
unsigned int
int

如果某个操作数的类型在上面这个列表中排名较低，那么首先要转换为另外一个操作数的类型后执行运算，但是算术转换要合理，要不然会有一些潜在的问题

float f = 3.14;
int num = f;//隐式转换，会有精度丢失

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⛰️操作符的属性

复杂表达式的求值有三个影响的因素

• 操作符的优先级
• 操作符的结合性
• 是否控制求值顺序

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📖7. 总结

在结束这篇关于C语言操作符详解的深入探索之旅时，我们不禁感慨于C语言操作符的丰富与强大。这些看似简单的符号，在编程的舞台上扮演着举足轻重的角色，它们如同构建编程逻辑的砖石，一块块堆砌起复杂而精妙的程序大厦

通过本文的学习，我们不仅掌握了C语言中基本算术操作符、关系操作符、逻辑操作符、赋值操作符以及位操作符等的用法与特性，还深刻理解了它们在不同场景下的应用技巧和注意事项。我们学会了如何运用这些操作符来解决实际问题，从简单的数值计算到复杂的条件判断，再到高效的位级操作，每一步都见证了操作符在C语言编程中的不可替代性

因此，我们鼓励每一位读者在掌握基础知识的同时，保持对新知识的好奇心和学习热情。不断实践、不断思考、不断总结，将所学知识融会贯通，形成自己的编程风格和思维模式。只有这样，我们才能在编程的道路上越走越远，最终成为真正的编程高手

希望本文能够为你提供有益的参考和启示，让我们一起在编程的道路上不断前行！
谢谢大家支持本篇到这里就结束了，祝大家天天开心！