C语言中的运算符

总述

• 由一个或多个操作数(变量，常量，字面值)及运算符组成的复合C语言规则的式子叫做表达式
• 表达式经由计算得到的结果称为表达式的值
• C语言中可以分为左值和右值：
  左值：可以写的内存块(变量)。
  右值：可以读的内存块(变量，常量，字面值)。
• C语言中的运算符包括：
  算术运算符：+ (加) ， - (减) ，* (乘) ，/ (除) ，%(取余，模运算) ，++ (自增) ，–(自减)
  关系运算符：>(大于) ，<(小于) ，==(等于) ，!=(不等于) ，>=(大于等于) ，<=(小于等于)
  逻辑运算：&& (与) ，|| (或) ，! (非)
  赋值运算符：
  = （赋值）
  += ，-= ，*=， /= ，%= （算术复合赋值运算符）
  &=， |=，^=，~，>>，<<（位运算复合赋值运算符）
  位运算符：&，|，^，~，>>，<<
  条件运算符：？：（条件运算符，三目运算符，三元运算符）
  逗号运算符：，（逗号运算符）
  指针运算符：&（取地址符） *（寻址符）
  求字节运算符：sizeof（获取字节数）
  特殊运算符：()（括号运算符，更改表达式运算顺序），[ ]（数组下指针访问成员运算符），·（结构体变量访问成员运算符）
• 关于运算符的几个重要性质：
  优先级：运算符执行的优先级，优先级高的先执行
  结合性：当优先级相同时，可以通过结合性确定表达式如何结合来确定执行顺序。
  类别：参与当前运算符运算的操作数个数，一元，二元，三元

一、算术运算符

1.1
+、-、*、/、% 都属于二元运算符。
运算规则同数学中的运算规则。
结果是一个值（右值、常量值）。
需要特别注意的地方：
C语言中的算术运算结果的类型，由参与运算的两个操作数类型决定，当两个int进行算术运算时，结果必然也是int类型。（两个整型进行除法运算，实际完成的是整除运算）

int a = 10;
int b = 3;
double c = a/b;//   a/b  =>  int / int  =>  int
printf("%f\n", c); //   3.000000
c = (double)a/b;
printf("%f\n", c); //   3.333333c = 1.0*a/b;
printf("%f\n", c); //   3.333333
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/ 除法运算符 和 % 取余运算符 的右操作数不能为0。
% 取余运算符：取余运算要求左右操作数必须为整数。C语言中取余运算结果的符号由左操作数决定。

printf("%d\n", 5%3);   //  2
printf("%d\n", 5%-3); //  2
printf("%d\n", -5%3); // -2
printf("%d\n", -5%-3);  // -2
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C语言与Python对于负数取余结果是不一致的，原因是C语言与Python在处理整除运算时取值方向不一致，C向0取整，Python向负无穷取整。
**1.2 **
++称之为自增运算符、–称之为自减运算符，都属于一元运算符。
拿++举例：（–规则与++相同）
前自增（前加加）：++操作数先在操作数自身基础上自加1，再取操作数的值。
后自增（后加加）：操作数++先取操作数的值，再在操作数自身基础上自加1。

int i = 0;printf("%d\n", ++i);  // 1
printf("%d\n", i);    // 1
i = 0;
printf("%d\n", i++);  // 0
printf("%d\n", i);    // 1
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在同一个表达式中，不要多次对一个变量进行自增操作，最好保证一个表达式中涉及到自增操作的变量只出现一次。（不要出现这种表达式：++i + ++i + i++）

二、赋值运算符

**2.1 简单赋值运算符 **
=（简单赋值运算符），是一个二元运算符。
优先级很低（倒数第二低，除了逗号运算符，赋值运算符最低）。结合性从右到左。

int a, b;b = a = 10;
printf("%d\n", a); // 10
printf("%d\n", b); // 10
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2.2 复合赋值运算符
op=（op表示算术运算符及位运算符）（+=、-=、%=…）a+=3; // 表示在a自身基础上自加3 a = a + 3;

三、关系运算符

>（大于）、<（小于）、==（等于）、!=（不等于）、>=（大于等于）、<=（小于等于）二元运算符，结合性从左到右。
<、>=、<= 的优先级要高于 、!=。
关系运算符的优先级小于算术运算符。
关系运算符的结果 1 和 0。（1代表true，0代表false）

四、逻辑运算符

&&（逻辑与，二元运算符）、||（逻辑或，二元运算符）、!（逻辑非，一元运算符）
从结果上来讲，C语言中1代表真，0代表假。
从参与逻辑运算的操作数上来讲，C语言中非0代表真，0代表假。
&& 逻辑与
真 && 真 -> 真 真 && 假 -> 假
假 && 真 -> 假 假 && 假 -> 假
|| 逻辑或
真 || 真 -> 真 真 || 假 -> 真
假 || 真 -> 真 假 || 假 -> 假
! 逻辑非
!真 -> 假
!假 -> 真

int num;
scanf("%d", &num);// [1,99]
printf("%d\n", num>=1 && num<=99 );// <1 or >99
printf("%d\n", num<1 || num>99 );
int num;scanf("%d", &num);
printf("%d\n", num>=1 && num<=99);
printf("%d\n", !(num<1 || num>99));
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逻辑或的短路问题：当左操作数为真时，即可判断表达式结果为真，右操作数不执行。
逻辑与的短路问题：当左操作数为假时，即可判断表达式结果为假，右操作数不执行。

int a = 1, b = 1;
printf("%d\n", ++a || ++b);
printf(“a=%d b=%d\n”, a, b); // a=2 b=1
int a = -1, b = -1;
printf("%d\n", ++a && ++b);
printf(“a=%d b=%d\n”, a, b); // a=0 b=-1
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五、条件运算符（三元运算符、三目运算符）

一般形式：操作数1 ? 操作数2 : 操作数3
表示的含义：判断操作数1结果是否为真，如果操作数1结果为真，则整个条件表达式的结果为操作数2，否则整个条件表达式的结果为操作数3。
条件运算符是唯一的一个三元运算符，所以有些地方又称条件运算符为三元运算符。

int num;
scanf("%d", &num);
printf("%s\n", num%21?“奇数”:“偶数”);// %s 表示打印字符串
printf("%s\n", num%2?“奇数”:“偶数”);
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六、位运算符

** 6.1**
&（位与）、|（位或）、~（位非）、^（位异或）、<<（位左移）、>>（位右移） 位运算就是直接操作二进制位。运算符含义：&：两个操作数按位进行与运算 （
例如根据ip地址和掩码求网段）
|：两个操作数按位进行或运算
~：将操作数按位进行非运算
^：两个操作数按位进行异或运算异或规则：相同为0，不同为1
0 ^ 0 -> 0 1 ^ 1 -> 0 0 ^ 1 -> 1 1 ^ 0 -> 1
异或特性：一个数a位异或另外一个数b两次，结果还是这个数a本身。交换两个元素的值：
** 6.2 **位移运算符
<<（位左移） >>（位右移）
位移：将操作数的每一位向左（或向右）移动指定位数。位移运算符通常操作对象是无符号整形。位移运算符要求两个操作数都必须是正数。
*<< 位左移 *
操作数1 << 操作数2 ： 将操作数1的内存中存储的每一位依次向左移动操作数2位。移出位丢弃，空余位补0，注意有符号数左移会覆盖符号位。
缺陷，通过位异或交换两个数的值要求两个数不能相等
a << b 等价于 a * (2^b）

int a = 0x7fffffff;
a <<= 1; // a = a << 1;
printf("%d\n", a);
// 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
// 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 
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>> 位右移
操作数1 >> 操作数2 ： 将操作数1的内存中存储的每一位依次向右移动操作数2位。右移等价于整除2。对于无符号整型，空出位置补0。对于有符号整数，空出的符号位补原符号位。（负整数右移1位等价于整除2上取整）

七、逗号运算符

, （逗号运算符）
一般形式： 操作数1 , 操作数2 ：操作数2作为逗号表达式的结果。
二元运算符，从左到右，优先级最低

int num;
num = 100, 200;
printf("%d\n", num); // 100
num = (100, 200);
printf("%d\n", num); // 200
num = (100, 200, 300, 400, 500);
printf("%d\n", num); // 500 
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C语言中的类型转换

C语言中的类型转换分为 显示类型转换 、隐式类型转换。
显示类型转换（强制类型转换）(希望转换成的类型)操作数(double)10int a = 20; (double)a
隐式类型转换并不是程序员的强制行为，而是编译器自动实现的类型转换，会往范围较大类型去转换。
C语言中进行算术运算要求左右两边操作数数据类型一致。
整型 与 浮点数类型运算，整型先提升到 double

优先级表

注：本文来自河北师范大学丁盟老师课堂笔记