前言

操作符主要內容包括：各種操作符的介紹，用表達式求值。

1、操作符的分類

• 算術操作符
• 移位操作符
• 位操作符
• 賦值操作符
• 單目操作符
• 關系操作符
• 邏輯操作符
• 條件操作符
• 逗號表達式
• 下標引用、函數調用和結構成員

2、算術操作符

 +  -  *  /  %  （加法 減法 乘法 取余 取模）

int main()
{
	int a = 9 / 2;//4
	float b = 9 / 2;
	int c = 9.0 / 2;
	float d = 9.0 / 2;//4.5
	float e = (float)9.0 / 2;

	printf("%d\n", a);
	printf("%f\n", b);
	printf("%d\n", c);
	printf("%f\n", d);
	printf("%f\n", e);
	return 0;
}

運行結果見下圖：

通過例子可發(fā)現，變量的類型使用錯誤的話，結果也是錯誤的

• 除了 % 操作符之外，其他的幾個操作符可以作用于整數和浮點數
• 對于 / 操作符如果兩個操作數都為整數，執(zhí)行整數除法。而只要有浮點數執(zhí)行的就是浮點數除法
• % 操作符的兩個操作數必須為整數。返回的是整除之后的余數

3、移位操作符

移位操作符的操作數只能是整數

<< 左移操作符
>> 右移操作符

3.1 左移操作符

• 移位規(guī)則：左邊拋棄、右邊補0
• 整數是 int 型，占4個字節(jié)，有32位表示。其中最高位表示符號，0為正，1為負
• 整數在內存中存儲的是補碼的二進制，正數的原碼、反碼、補碼是相同的
• 操作符對整數操作的流程：

（1）先將整數的原碼轉換成反碼

（2）反碼 +1轉換成補碼

（3）最后對整數的補碼進行操作

（4）操作結束后，將操作后的補碼 -1 轉換成反碼

（5）將反碼轉換成最終的原碼

• 函數printf打印的是整數的原碼

3.1.1 正數左移1位

代碼如下（示例）：

int main()
{
	int a = 5;
	int b = a << 1;//操作的補碼二進制位，a本身結果不變
	printf("%d\n", a);//打印5
	printf("%d\n", b);// -10
	return 0;
}

結果運行見下圖，與分析的結果一致，左移1位的效果相當于乘以2，左移在51單片機、STM32中，操作寄存器會經常用到。

3.1.2 負數左移1位

int main()
{
	int a = -5;
	int b = a << 1;//<< >> 操作的二進制位
	printf("%d\n", a);//打印-5
	printf("%d\n", b);// -10
	return 0;
}

運行結果見下圖，和分析的結果一致

3.2 右移操作符

右移移位規(guī)則運算分兩種：

• 邏輯移位：左邊用0填充，右邊丟棄
• 算術移位：左邊用原該值的符號位填充，右邊丟棄

3.2.1 正數右移1位

int main()
{
	int a = 5;
	int b = a >> 1;//右移不一定是除2

	printf("%d\n", a);//打印-5
	printf("%d\n", b);// -3
	return 0;
}

下面分析右移的過程：正數的原碼、反碼、補碼一樣

00000000 00000000 00000000 00000101 //5的二進制補碼
//算術右移：左邊用原該值的符號位1填充，右邊丟棄1
00000000 00000000 00000000 00000010 //右移后的補碼
//右移后的補碼就是右移后的原碼  2

結果見下圖：

3.2.2 負數右移1位

int main()
{
	int a = -5;
	int b = a >> 1;//右移不一定是除2

	printf("%d\n", a);//打印-5
	printf("%d\n", b);// -3
	return 0;
}

下面分析右移的過程：

10000000 00000000 00000000 00000101 //-5的二進制原碼
11111111 11111111 11111111 11111010 //反碼
11111111 11111111 11111111 11111011 //補碼：反碼+1
//算術右移：左邊用原該值的符號位1填充，右邊丟棄1
11111111 11111111 11111111 11111101 //右移后的補碼
11111111 11111111 11111111 11111100 //反碼：補碼-1
10000000 00000000 00000000 00000011 //原碼  -3

結果見下圖：

3.3 移位操作符說明

注意事項：

• 右移操作符采用邏輯移位還是算術移位，取決于電腦編譯器，我的是算術移位，所以舉例以算術移位分析的，邏輯移位分析流程一樣
• 對于移位運算符，不要移動負數位，這個是標準未定義的，例如：

int num = 10;
num>>-1;//10右移-1位，這是錯誤的表達

4、位操作符

位操作符有：

& //按位與     相同為1， 相異為0
| //按位或     有1為1， 全0為0
^ //按位異或    相同為0， 相異為1
//注：他們的操作數必須是整數

int main()
{
	int a = 3;
	int b = -5;
	int c = a & b;
	int d = a | b;
	int e = a ^ b;//異或
	//對應的二進制位：相同位0，相異為1
	printf("%d\n", c);// 打印3
	printf("%d\n", d);// -5
	printfan("%d\n", e);// -8	
	return 0;
}

00000000 00000000 00000000 00000011   3的補碼
11111111 11111111 11111111 11111011   -5的補碼
//按位與：  相同為1， 相異為0
00000000 00000000 00000000 00000011    3的補碼，原碼表示3
//按位或：   有1為1， 全0為0
11111111 11111111 11111111 11111011   -5的補碼，原碼表示-5
//按位異或： 相同為0， 相異為1
11111111 11111111 11111111 11111000  補碼
11111111 11111111 11111111 11110111  反碼
10000000 00000000 00000000 00001000  原碼 -8

輸出結果見下圖，與分析一致：

4.1 練習 1

不能創(chuàng)建臨時變量（第三個變量），實現兩個數的交換

int main()
{
	int a = 3;
	int b = 5;

	printf("a=%d b=%d\n", a, b);
	//第一種，常用的方法，創(chuàng)建中間變量
	int tmp = a;
	a = b;
	b = tmp;	
	//第二種，不創(chuàng)建變量
	a = a + b;
	b = a - b;
	a = a - b;
	//第三種，不創(chuàng)建變量，很難想到
	a = a ^ b;
	b = a ^ b;
	a = a ^ b;
	printf("a=%d b=%d\n", a, b);
	return 0;
}

4.2 練習 2

求一個整數存儲在內存中的二進制中1的個數

//舉例： 5   &1， 然后右移1位， 再&1
//00000000 00000000 00000000 00000101
//00000000 00000000 00000000 00000001

int main()
{
	int num = 0;
	scanf("%d", &num);
	int i = 0;
	int cnt = 0;
	//位操作
	for ( i = 0; i < 32; i++)
	{//每次右移一位就 &1
		if (1==((num>>i)&1))
		{
			cnt++;//所有位與1，相同為1，相異為0
		}
	}
	printf("%d", cnt);
	return 0;
}

總結

本文對部分操作符進行了，介紹，也分析了操作符的具體實現過程，這里了解原理即可，具體運算交給計算機執(zhí)行，沒必要每個都自己畫圖分析，耗時，不細心可能還會出錯，32位二進制建議大家劃分成4個字節(jié)，8位一組，好看一些，這在STM32 單片機對寄存器操作時，經常這樣劃分，一目了然。

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