C语言——操作符详解1

1. 操作符的分类

• 算数操作符：+ 、- 、* 、/ 、%
• 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： ? 、：
• 逗号表达式： ，
• 下标引⽤： [ ]
• 函数调⽤： ( )
• 结构成员访问： . 、->

2. 二进制和进制转换

2.1 二进制的概念

• 其实我们经常能听到2进制、8进制、10进制、16进制这样的讲法，那是什么意思呢？其实2进制、8进制、10进制、16进制是数值的不同表示形式而已。
• 比如：数值15的各种进制的表示形式：

• 我们重点介绍一下二进制：
• 首先我们还是得从10进制讲起，其实10进制是我们⽣活中经常使用的，我们已经形成了很多尝试：

• 10进制中满10进1
• 10进制的数字每⼀位都是0~9的数字组成

• 其实二进制也是一样的

• 2进制中满2进1
• 2进制的数字每⼀位都是0~1的数字组成

2.2 二进制转十进制

• 其实10进制的123表⽰的值是⼀百⼆十三，为什么是这个值呢？其实10进制的每⼀位是权重的，10进制的数字从右向左是个位、十位、百位…，分别每⼀位的权重是10的零次，10的一次，10的二次……如下图：

• 2进制和10进制是类似的，只不过2进制的每⼀位的权重，从右向左是:2的零次，2的一次，2的两次……
• 如果是2进制的1101，该怎么理解呢？如下图：

2.3 十进制转二进制

2.4 二进制转八进制和十六进制

2.4.1 二进制转八进制

• 8进制的数字每⼀位是0-7，把0~7的数字各自写成2进制，最多有3个2进制位就足够了，比如7的⼆进制是111，所以在2进制转8进制数的时候，从2进制序列中右边低位开始向左每3个2进制位会换算⼀个8进制位，剩余不够3个2进制位的直接换算。
• 如：2进制的01101011，换成8进制：0153，0开头的数字，会被当做8进制。

二进制转十六进制

• 16进制的数字每⼀位是0-9,a-f，把0-9,a~f的数字各自写成2进制，最多有4个2进制位就足够了，比如 f 的⼆进制是1111，所以在2进制转16进制数的时候，从2进制序列中右边低位开始向左每4个2进制位会换算⼀个16进制位，剩余不够4个⼆进制位的直接换算。
• 如：2进制的 01101011，换成16进制：0x6b，16进制表示的时候前面加 0x

3. 原码、反码和补码

• 整数的2进制表示方法有三种，即原码、反码和补码
• 有符号整数的三种表示方法均有符号位和数值位两部分，2进制序列中，最高位的1位是被当做符号位，剩余的都是数值位。
• 符号位都是用 0 表示“正”，用 1 表示“负”。
• 正整数的原、反、补码都相同。
• 负整数的三种表示方法各不相同。

• 原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成⼆进制得到的就是原码。
• 反码：将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到反码。
• 补码：反码+1就得到补码。(补码得到原码也是可以使用：取反，+1的操作。)

• 对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。为什么呢？
• 在计算机系统中，数值⼀律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统⼀处理；同时，加法和减法也可以统⼀处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。

4. 移位操作符

• 左移操作符为 <<
• 右移操作符为 >>
• 注：移位操作符的操作数只能是整数

4.1 左移操作符

• 移位规则：左边抛弃、右边补0

#include <stdio.h>
int main()
{int num = 10;int n = num<<1;printf("n= %d\n", n);printf("num= %d\n", num);return 0;
}

• 输出结果为：

4.2 右移操作符

• 移位规则：首先右移运算分两种：

1. 逻辑右移：左边用0填充，右边丢弃
2. 算术右移：左边用原该值的符号位填充，右边丢弃（一般都为这个规则）

• 注：对于移位运算符，不要移动负数位，这个是标准未定义的。
• 例如：

int num = 10;
num>>-1;//错误的表示方法

5. 位操作符

• 位操作符有：&( 按位与)、| (按位或 )、^ ( 按位异或)、~ (按位取反)
• 注：他们的操作数必须示整数

#include <stdio.h>
int main()
{int num1 = -3;int num2 = 5;printf("%d\n", num1 & num2);printf("%d\n", num1 | num2);printf("%d\n", num1 ^ num2);printf("%d\n", ~0);return 0;
}

5.1 &

• 计算规则是首先将操作数都变成补码，然后每一位按 “ 全1为1，有0为0 ”的规则得到新的补码序列，最后求出原码，如下图：

• 最后按位与后的结果就是 5

5.2 |

• 这个先对于按位与的区别是，计算规则是“ 有1为1，全0为0 ”

• 可以看到按位或后的结果是 -3

5.3 ^

• 按位异或的计算规则是“ 相同为0，不同为1 ”

• 可以看到按位异或后的结果为 -8

5.4 ~

• 按位取反的操作数只有一个
• 计算规则是：把每一位都取反，即 1变0 ，0变1

• 可以看到 0 按位取反后的结果是 -1
• 所以运行后的结果为：

最后，
恭喜你又遥遥领先了别人！