文章目录
- 一、操作符
- 1. 操作符的分类
- 2. 操作符的属性
- 2.1 优先级
- 2.2 结合性
- 二、二进制
- 1. 原码、反码、补码
- 2. 位操作符
- 2.1 左移操作符 <<
- 2.2 右移操作符 >>
- 2.3 & | ^ ~
一、操作符
在C语言中，操作符是用于执行各种操作的符号，它们是构成语法、表达式的基本元素
1. 操作符的分类
我们可以把操作符分为以下几类：
我们在以前已经知道了部分操作符并运用了，对于其他操作符，慢慢了解~
2. 操作符的属性
C语言的操作符有两个重要的属性：优先级、结合性
2.1 优先级
如果一个表达式包含多个运算符，不同运算符计算的优先级是不一样的。比如乘除运算符的优先级就比加减运算符的优先级高。
2.2 结合性
如果两个运算符优先级相同，优先级没办法确定先计算哪个，这时候就看结合性了，根据运算符是左结合，还是右结合，决定执行顺序。大部分运算符是左结合（从左到右执行），少数运算符是右结合（从右到左执行），比如赋值运算符 = 就是右结合。
优先级和结合性可以参考下表：链接
二、二进制
我们首先应该知道的是：
-
数据在内存中都是以二进制的形式存储的，二进制中满2进1，它的每一位都由0或1组成。
-
十进制数转换为二进制的方法是：用这个数除以2，得到的余数就是0或1；除2后的数再除2，得到的余数是0或1……如法炮制除完，将得到的0和1的序列自后向前从左到右排列，就是这个整数的二进制。举个栗子：将125转换为二进制
这样算完后，把右侧的余数自上而下从左到右排开，就是125的二进制了：1111101 -
二进制转换为十进制：二进制从左至右的每一位依次乘以2的0次，2的1次，2的2次……加和，得到这个整数的十进制。举个例子，将1111101转换为十进制，即(1×1)+(0×2)+(1×4)+(1×8)+(1×16)+(1×32)+(1×64)，等于125
-
每类整型数据所占空间都不一样，比如short类型占据两个字节——16个bit的大小，而我们下面主要使用的 int 类型，占据4个字节——32个bit的大小。也就是说，int类型的数据的二进制原码、反码、补码，都是由32个0或1组成的，将十进制数翻译为二进制后，前面的空位都用0（符号位是0或1）补全。
1. 原码、反码、补码
整数的二进制有三种表示方法：原码、反码、补码。
有符号整数的三种表示方法里，都分为符号位和数值位两部分。二进制序列中，最高位是符号位，剩下的都是数值位。
在符号位上，0表示正，1表示负
要注意的是：
- 正整数（包括0）的原码、反码、补码完全相同
- 负整数的原码、反码、补码都不相同
那么这三种表示方法具体是什么呢？
- 原码：直接将数值按照正负数的形式转换为二进制，得到的序列
- 反码：（对于负数来说）原码的符号位不变，剩下每一位取反，得到的序列
- 补码：（对于负数来说）反码+1，得到的序列
tip：（对于负数来说）补码的符号位不变，数值位每一位取反，再+1，就能得到原码
举例：
十进制数10
原码是00000000 00000000 00000000 00001010
反码是00000000 00000000 00000000 00001010
补码是00000000 00000000 00000000 00001010
十进制数-10
原码是10000000 00000000 00000000 00001010
反码是11111111 11111111 11111111 11110101
补码是11111111 11111111 11111111 11110110
对于所有整形数据来说：内存中存放的都是他们的补码
原因了解一下就可以，看不懂也冇关系啦：使用补码，可以将符号位和数值位统一处理，同时加法和减法也可以统一处理（CPU只有加法器）。此外，补码和原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。
2. 位操作符
位操作符是一类针对二进制的操作符，位操作符的操作数只能是整数
2.1 左移操作符 <<
<< 的作用，是让补码的每一位数左移几位，原本最左面的几位数丢弃，最右边空缺出的位置用0补满。
比如，来个int n = 10，那么n的补码就是00000000 00000000 00000000 00001010
如果执行语句int m = n<<2，就是n的补码的每一位向左移动2位，左边2位抛弃，右边2位补0，即00000000 00000000 00000000 00101000，转换为原码还是这个，即 m=40，n不变。
2.2 右移操作符 >>
右移操作符的移位方式分为两种：
- 逻辑右移：右边的几位丢弃，左边空缺的几位用0填充
- 算术右移：右边的几位丢弃，左边空缺的几位用原值的符号位数填充
在实际使用中，用哪一种移位方式其实是取决于编译器的，但常见的编译器都是默认执行算术右移的，下面我们也使用这一种方法。
比如int n = -10，那么n的补码就是11111111 11111111 11111111 11110110。如果执行语句int m = n>>2，就是n的补码每一位向右移动2位，右边2位丢弃，左边2位用1填充，即11111111 11111111 11111111 11111101，转换为原码是10000000 00000000 00000000 00000011，即m= -3，n不变。
WRANING：不要在<<或>>后加负数，这样是无定义的！
2.3 & | ^ ~
这几个位操作符分别是
&：按位与
| ：按位或
^：按位异或
~：按位取反
让我们分别来说……
-
&：n & m，计算方式是，把两个数n和m的补码对齐，同一位上的两个数中只要存在0，计算结果的这一位就是0。两个数都是1，这一位就是1；
-
| ：n | m，计算方式是，把两个数n和m的补码对齐，同一位上的两个数中只要存在1，计算结果的这一位就是1。两个数都是0，这一位就是0；
-
^：n ^ m，计算方式是，把两个数n和m的补码对齐，同一位上的两个数相同，计算结果的这一位就是0。两个数不同，这一位就是1。 ^ 有几个公式：
-
~： ~n，计算方式是，把数n的补码的每一位都取反。
注意：这些计算都是对补码的计算，得到的也是结果的补码，换算成原码才是真正的结果！
说了这么多，这些操作符具体有啥用呢？敬请期待《二进制·之其二》~
本篇完，感谢阅读