1.移位操作符
移位操作符分为<<左移操作符和右移操作符>>
注:移位操作符的操作数只能是整数,同时移位操作符移动的是存储在内存中的二进制位(也就是补码)
同时移位操作符不要移动负数位,这个是标准未定义的。
1.<<操作符
移位规则:左边抛弃、右边补0
例1
#include<stdio.h>int main(){ int a=10; int b=a<<1; printf("a=%d\n",a); printf("b=%d\n",b); return 0;}
由于a为正整数,所以补码与原码相同
所以b输出结果为20
例2
#include<stdio.h>int main(){int a = -1;int b = a << 1;printf("a=%d\n", a);printf("b=%d\n", b);return 0;}
由于a为负整数,所以补码等于原码取反加一
所以输出b输出结果为-2
由以上例1与例2可以发现左移操作符有乘2的效果
2.>>操作符
在右移操作符不同于左移操作符,右移操作符有两种运算
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
例1
#include<stdio.h>int main(){int a = -1;int b = a >> 1;printf("a=%d\n", a);printf("b=%d\n", b);return 0;}
所以算数右移b等于-1,逻辑右移b等于一个很大的正整数
右移是采取算数右移还是逻辑右移是取决于编译器的 通常采取的都是算数右移
在vs中采取的也是算数右移
例2
#include<stdio.h>int main(){int a = 10;int b = a >> 1;printf("a=%d\n", a);printf("b=%d\n", b);return 0;}
以上代码输出结果为
通过以上代码可以发现右移有除2的效果
2.位操作符
位操作符有:
& 按位与
| 按位或
^ 按位异或
~ 按位取反
注:位操作符的操作数必须是整数,同时位操作符是对存储在内存中的二进制位(也就是补码)进行运算
在这不要将&和|与之前讲到的&&和||混淆 &&和||关注的是操作符两端的真假 &和|关注的是操作符两端的二进制序列
1.& 按位与
#include<stdio.h>int main(){int a = -7;int b = 6;int c = a & b;printf("c=%d\n", c);return 0;}
在以上代码中a&b 首先我们知道&是对操作数在内存中存储的二进制位进行运算,所以先将a和b的补码表示出来如下所示
在按位与操作符中两个操作数对应二进制位有0则为0,俩个都为1时,才为1
所以就可得出c的补码
最终c的结果为0
运行程序验证以上运算
2.| 按位或
#include<stdio.h>int main(){int a = -7;int b = 6;int c = a | b;printf("c=%d\n", c);return 0;}
将此先的代码再使用一遍,而这时将c=a | b
在按位或操作符中两个操作数对应二进制位有1则为1,俩个都为0时,才为0
所以就可得出c的补码
最终c的结果为-1
运行程序验证以上运算
3.^ 按位异或
#include<stdio.h>int main(){int a = -7;int b = 6;int c = a ^ b;printf("c=%d\n", c);return 0;}
在以上代码中用到了按位异或操作符,要得到c的结果首先要知道^的计算逻辑
在按位异或操作符中两个操作数对应二进制位不同则为1,俩个相同时,才为0
所以最终c输出结果为-1
运行程序验证以上运算
4.~ 按位取反
按位取反操作符是将整数的二进制位全部取反
#include<stdio.h>int main(){int a = -7;int b = 6;int c = a ^ b;int d = ~c;printf("d=%d\n", d);return 0;}
例如在以上代码中对c按位取反 最终d输出结果为0
运行程序验证以上运算
5.练习
练习1.一道面试题
不能创建临时变量(第三个变量),实现两个整数的交换。
#include<stdio.h>int main(){int a = 0;int b = 0;;scanf("%d %d", &a, &b); a = a ^ b; b = a ^ b; a = a ^ b;printf("a=%d b=%d",a,b);return 0;}
要理解这种方法就要再了解一下^的一些特点
1.a^a=0
2.a^0=a
3.a^b^c=a^c^b=b^a^c=b^c^a=c^a^b=c^b^a(异或是支持交换率)
来举一些例子让我们更好理解以上特点
例如:3^3操作符的二进制位都相同所以异或后都为0,所以最终3^3=0
3^0操作符的二进制位都不同所以异或后都为原来3的二进制位,3^0=3
1^2^3与3^2^1最终计算结果是相同的
在此之后我们再来理解以上代码
在b=a^b中的a=a^b,在最后的a=a^b中a=a^b b=a
运行程序验证以上运算
练习2
编写代码实现:求⼀个整数存储在内存中的二进制中1的个数
我们知道要将一个数从十进制转换为二进制是需要通过不断整除2然后取出余数
所以我们可以想到以下方法来求一个数二进制中1的个数
#include<stdio.h>int Number(int n){ int count=0; while(a) { if(a%2==1) { count++; } a=a/2; } return count;}int main(){ int a=0; scanf("%d",&a); int n=Number(a); printf("%d",n); return 0;}
在以上方法会存在一个问题就是无法计算负数的二进制1的个数 这时有的读者会想到将形参用unsigned int,这种方法确实能解决问题 但有没有更好的方法呢?
#include<stdio.h>int Number(int a){ int count=0; int i=0; for(i=0;i<32;i++) { if((a>>i)&1) { count++; } } return count;}int main(){ int a=0; scanf("%d",&a); int n=Number(a); printf("%d",n); return 0;}
以上这种方法是将整数的二进制数的每一位都按位与1,若输出为1就count++;实现二进制位中1的计数 但这种方法也有一定的缺陷就是无论输入整数的二进制位中有几个1都需要将32位全部遍历一遍,这样会使得代码的效率不高 因此我们能否再设计一种方法来让统计出所有二进制1时就停止循环呢?
#include<stdio.h>int Number(int a){ int count=0; int i=0; while(n) { a=a&(a-1); count++; } return count;}int main(){ int a=0; scanf("%d",&a); int n=Number(a); printf("%d",n); return 0;}
要理解上面这种方法首先要了解n&(n-1)结果的特点
n&(n-1)能将整数的二进制位中去除一个1
例如当n=5时
所以利用这种方法就可以在二进制位1的个数为0时不再继续执行程序,提升了程序的效率
练习3
二进制位置0或者置1
编写代码将13二进制序列的第5位修改为1,然后再改回0
13的2进制序列: 00000000000000000000000000001101
将第5位置为1后:00000000000000000000000000011101
将第5位再置为0:00000000000000000000000000001101
#include<stdio.h>int main(){ int a=13; printf("%d",a); a=a|(1<<4); printf("%d",a); a=a&~(1<<4); printf("%d",a); return 0;}
3.逗号操作符
首先了解什么是逗号表达式
1 exp1, exp2, exp3, …expN
正如以上所示用逗号隔开的多个表达式就是逗号表达式,而这其中的逗号就是逗号操作符
逗号表达式中有一特点:从左向右依次执行并计算,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是多少?
在以上代码中c的等号右边是一个逗号表达式,要从左向右计算得出的才是正确结果,因为前面表达式的计算可能会影响后面表达式的计算
a=b+10=12后b=a+1=13 所以最终c=13
逗号表达式同时还能在if;while等语句的判断部分使用,起到简化代码的作用
a = get_val();count_val(a);while (a > 0){//业务处理//...a = get_val();count_val(a);}
如果使用逗号表达式就可以简化为:
while (a = get_val(), count_val(a), a>0){//业务处理}
4.下标访问操作符、函数调用操作符
1. [ ] 下标引用操作符
int arr[4]={1,2,3,4};int n=arr[3];
arr[3]表示数组下标为3的元素是4 这里面的[]就是下标引用操作符 arr[3]中操作数是arr和3
由此可见 [ ]下标引用操作符也是双目操作符
注:在int arr[4]中的[ ]是用来指定数组元素大小,不是在访问数组的某个元素,所以不是下标引用操作符
2.函数调用操作符
#include<stdio.h>int Add(int x,int y){ return x+y;}int main(){int a=0;scanf("%d %d",&a,&b);printf("%d %d\n",a,b);int n=Add(a,b);printf("%d",n);return 0;}
在以上代码中库函数printf和自定义函数Add后的括号都是函数调用操作符
其中Add后()的操作数是Add ,3,5
那函数调用操作符至少有几个操作数呢?
答案是至少有一个,原因是在调用时候函数名不可省略,但参数可能为0
5. 结构成员访问操作符
但要描述一个复杂对象时单一的数据类型已经不足以实现,C语言为了解决这个问题,增加了结构体这种自定义的数据类型,让程序员可以自己创造适合的类型。
📌 结构是⼀些值的集合,这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量,如:
标量、数组、指针,甚至是其他结构体。
1.结构的声明
在结构体的声明要用到struct关键字
struct tag//tag的名字可是自定义的{member-list;//成员列表}variable-list;//变量列表
例如用struct定义一个学生类型
struct Stu//学生类型{char name[20];//名字int age;//年龄char sex[5];//性别char id[20];//学号}; //分号不能丢
2.结构体变量的定义和初始化
变量的定义
struct Stu//学生类型{char name[20];//名字int age;//年龄char sex[5];//性别char id[20];//学号}s3,s4;struct student s2;int main(){ struct student s1; return 0;}
正如以上所示变量的创建可以是全局变量也可以是局部变量,还可以在结构体声明的末端
变量的初始化
struct Stu //类型声明{char name[15];//名字int age;//年龄};struct Stu s1 = {"zhangsan", 20};//初始化struct Node{int data;struct Stu p; int arr[4];}n1 = {1,{"zhangsan", 20},{1,2,3,4},};//结构体嵌套初始化struct Node n2 = {6,{"lisi", 19},{9,2,5,4},};//结构体嵌套初始化
结构成员访问操作符
结构体成员的直接访问是通过点操作符(.)访问的。
使用方式:结构体变量.成员名
#include<stdio.h>struct Stu //类型声明{char name[15];//名字int age;//年龄};struct Stu s1 = {"zhangsan", 20};//初始化struct Node{int data;struct Stu p; int arr[4];}n1 = {1,{"zhangsan", 20},{1,2,3,4},};//结构体嵌套初始化struct Node n2 = {6,{"lisi", 19},{9,2,5,4},};//结构体嵌套初始化int main(){printf("%d %s %d %d",n2.data,n2.p.name,n2.p.age,n2.arr[1]); return 0;}
代码运行结果