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C语言中操作符的分类和优先级（万字）

时间：2025-01-16 12:28:20浏览次数：3  
标签：操作数 优先级 示例 int C语言 操作符 表达式 赋值

C语言中操作符的分类和优先级

1.操作符的分类

总结

  • 算术操作符：+ 、 - 、 *、 / 、 %
  • 单目操作符：++、- -、！、&、*、+、-、sizeof、（类型）
  • 赋值操作符：+=、-=、*=、/=、%=、=、>>=、<<=、&=、|=、^=
  • 位操作符：>>、<<、&、|、^、~
  • 逻辑操作符：&&、||
  • 关系操作符：>、>=、<、<=、==、!=
  • 条件操作符（三目操作符）：? :
  • 逗号表达式：,
  • 索引访问操作符：[ ]
  • 函数调用：（）
  • 成员访问操作符：. 、->

算术操作符

1.加法（+）
用于将两个操作数相加。例如int a = 3 + 5;，这里3和5是操作数，+是加法操作符，计算结果8被赋值给变量a。
2.减法（-）
是用于减法运算，如int b = 7- 2;，计算结果5赋值给b。
3.乘法（*）
用于两个操作数的乘法运算。例如int a= 4*6;，结果24赋给a。
4.除法（/）
当操作数是整数时，执行整数除法。例如int e = 10/3;，结果是3（因为整数除法会舍去小数部分）。如果操作数是浮点数，则执行浮点数除法，如float a = 10.0/3.0;，结果约为3.333。
5.取余（%）
用于计算两个整数相除的余数。例如int a= 10 % 3;，结果是1，因为10除以3商为3，余数为1。

单目操作符

1.逻辑非（!）
功能：对操作数进行逻辑取反。如果操作数为非零（在 C 语言中视为真），则结果为 0（假）；如果操作数为 0（假），则结果为 1（真）。
示例：

int a = 5;
int b =!a;//先判断a的值为非零（真），然后取反，所以b的值为 0。
-----------------------------------------------------------------
//再如
int c = 0;
int d =!c;//因为c的值为 0（假），取反后d的值为 1。

2.负号（-）
功能：改变操作数的符号，将正数变为负数，负数变为正数。
示例：

int e = 3;
int f=-e;//此时f的值为 - 3。
-----------------------------------------------------------------
//又如
int g=-7;
int h = -g;//则h的值为 7。

3.正号（+）
功能：通常在操作数前面加上正号，对操作数的值没有实际改变，但在一些复杂的表达式中可以明确操作数的符号意图。
示例：

int i = +5;//这里i的值就是 5
int i = 5;//效果相同。

4.自增（++）
功能：有两种形式，前缀自增（++a）和后缀自增（a++）。前缀自增是先将操作数的值加 1，然后再使用操作数的值；后缀自增是先使用操作数的值，然后再将操作数的值加 1。
示例：

//前缀自增：
int j = 3;
int k = ++j;//先将j的值加 1 变为 4，然后将 4 赋值给k，所以k和j的值都为 4。
俗称先加后用
//后缀自增：
int m = 3;
int n = m++;//先将m的值（3）赋值给n，然后m的值再加 1 变为 4，所以n的值为 3，m的值为 4。
俗称先用后加

5.自减（–）
功能：和自增操作符类似，也有前缀自减（–a）和后缀自减（a–）两种形式。前缀自减是先将操作数的值减 1，然后再使用操作数的值；后缀自减是先使用操作数的值，然后再将操作数的值减 1。
示例：

//前缀自减：
int o = 5;
int p = --o;//先将o的值减 1 变为 4，然后将 4 赋值给p，所以p和o的值都为 4。
//后缀自减：
int q = 5;
int r = q--;//先将q的值（5）赋值给r，然后q的值再减 1 变为 4，所以r的值为 5，q的值为 4。

6.取地址（&）
功能：用于获取变量在内存中的地址。
示例：

int s = 10;
int *t = &s;//这里&s获取变量s的内存地址，并将这个地址赋值给指针变量t。指针变量t就指向了变量s。

7.间接访问（*）（在指针相关场景下作为单目操作符）
功能：用于访问指针所指向的变量的值。
示例：

基于上面取地址的例子
int s = 10; int *t = &s;
int u = *t;//这里*t就是访问指针t所指向的变量（也就是s）的值，所以u的值为 10。

8.类型转换操作符（(类型)）
功能：将操作数的值转换为指定的类型。
示例：

float v = 3.14;
int w=(int)v;//这里将浮点数v强制转换为整数，w的值为 3（会截断小数部分）。

9.sizeof 操作符
功能：用于计算操作数（可以是变量、类型等）占用的字节数。（注意：sizeof是操作符而非函数）
示例：

int x = 10; 
sizeof(x)返回4（在 32 位系统中int通常占4个字节）
sizeof(int)也返回4。

赋值操作符

1.简单赋值操作符（=）
功能：
赋值操作符 “=” 的主要功能是将右边表达式的值赋给左边的变量。这个操作符会改变左边变量的值，使其等于右边表达式的计算结果。
示例：

int a;
a = 5;//这里先声明了一个整型变量a，然后通过赋值操作符将整数5赋给变量a，此时a的值就为5。
右边的表达式可以是一个常量，也可以是一个复杂的表达式。
例如int b; b=(3 + 4);，先计算括号内的表达式3 + 4得到7，然后将7赋值给变量b

2.加法赋值（+=）
功能：a += b等价于a = a + b。它先将变量a与变量b相加，然后将结果赋值给a。
示例：

int c = 3; c += 2;//等价于c = c + 2;
所以c的值最终为5。

3.减法赋值（-=）
功能：a -= b等价于a = a - b。先将变量a减去变量b，然后将结果赋值给a。
示例：

int d = 7; d -= 3;//等价于d = d - 3;
d的值变为4

4.乘法赋值（*=）
功能：a *= b等价于a = a * b。先将变量a与变量b相乘，然后将结果赋值给a。
示例：

int e = 2; e *= 4;//等价于e = e * 4;
e的值变为8。

5.除法赋值（/=）
功能：a /= b等价于a = a / b。先将变量a除以变量b，然后将结果赋值给a。
示例：

int f = 10; f /= 2;//等价于f = f / 2;
f的值变为5。

6.取余赋值（%=）
功能：a %= b等价于a = a % b。先将变量a除以变量b取余数，然后将余数赋值给a。
示例：

int g = 7; g %= 3;//等价于g = g % 3;
g的值变为1。

7.左移赋值（<<=）
功能：a <<= b等价于a = a << b。先将变量a的二进制位向左移动b位，然后将结果赋值给a。
示例：

int h = 1; h <<= 1;//等价于h = h << 1;
1的二进制是0001，左移一位后变为0010,所以h的值变为2。

8.右移赋值（>>=）
功能：a >>= b等价于a = a >> b。先将变量a的二进制位向右移动b位，然后将结果赋值给a。
示例：

int i = 4; i >>= 1;//等价于i = i >> 1;
4的二进制是0100，右移一位后变为0010，所以i的值变为2。

9.按位与赋值（&=）
功能：a &= b等价于a = a & b。先对变量a和变量b进行按位与运算，然后将结果赋值给a。
示例：

int j = 3; j &= 2;//等价于j = j & 2;
3的二进制是0011，2的二进制是0010，按位与后得到0010，所以j的值变为2。

10.按位或赋值（|=）
功能：a |= b等价于a = a | b。先对变量a和变量b进行按位或运算，然后将结果赋值给a。
示例：

int k = 1; k |= 3;//等价于k = k | 3;
1的二进制是0001，3的二进制是0011，按位或后得到0011，所以k的值变为3。

11.按位异或赋值（^=）
功能：a ^= b等价于a = a ^ b。先对变量a和变量b进行按位异或运算，然后将结果赋值给a。
示例：

int l = 3; l ^= 2;//等价于l = l ^ 2;
3的二进制是0011，2的二进制是0010，按位异或后得到0001，所以l的值变为1。

位操作符

  1. 原码
  • 定义：原码是一种简单的机器数表示法。对于一个有符号整数，最高位为符号位（0表示正数，1表示负数），其余位表示数值的绝对值。
  • 示例：
    • 对于+5，若用8位二进制表示原码，则为00000101。其中最高位0表示正数，后面7位0000101表示数值5。
    • 对于 - 5，其8位原码是10000101。最高位1代表负数，后面7位0000101是数值5的二进制表示。
  1. 反码
    • 正数反码定义：正数的反码与原码相同。
    • 负数反码定义：负数的反码是在原码的基础上，符号位不变，其余位按位取反。
    • 示例：
      • 对于+5，8位二进制反码和原码一样是00000101。
      • 对于 - 5，原码是10000101，反码则是11111010。即符号位1不变，后面7位0000101按位取反得到11111010。
  2. 补码
    • 正数补码定义：正数的补码与原码、反码相同。
    • 负数补码定义：负数的补码是在反码的基础上加1。
    • 示例：
      • 对于+5，8位二进制补码为00000101。
      • 对于 - 5，反码是11111010，补码则是11111010+1 = 11111011。
  3. 原码、反码、补码的用途及意义
    • 计算机运算中的应用：
      • 在计算机中，使用补码进行加减法运算可以简化硬件电路设计。例如，计算机进行减法运算时，实际上是通过加法来实现的。对于两个数 a a a和 b b b，计算 a − b a - b a−b，在补码系统中可以转换为 a + ( − b ) a+(-b) a+(−b)的补码运算。
      • 假设用8位二进制数表示，计算 5 − 3 5-3 5−3。5的补码是00000101，-3的补码是11111101（3的原码10000011，反码11111100，补码11111101）。将它们相加： 00000101 + 11111101 = 00000010 00000101+11111101 = 00000010 00000101+11111101=00000010，结果为2，这正是 5 − 3 5 - 3 5−3的正确结果。
    • 数据存储和表示方面的作用：
      • 原码最直观地表示了数的正负和大小，但是在运算时存在一些不便，如涉及减法时需要单独处理符号位。反码主要是作为计算补码的中间步骤。而补码在计算机系统中被广泛用于整数的存储和运算，使得计算机可以统一用加法电路来实现加法和减法运算，提高了运算效率和硬件的简洁性。
  1. 左移操作符(<<)与右移操作符(>>)
  • 注：移位操作符的操作数只能是整数。
  • 1.1 左移操作符
    • 移位规则：左边抛弃，右边补0。
    • 示例：
#include<stdio.h>
int main()
{
    int num=10;
    int n=num<<1;
    printf("n=%d\n",n);
    printf("num=%d\n",num);
    return 0;
}

  int num=10；
  num的2进制 00000000000000000000000000001010  
  num<<1的结果，但num的值不变 0|00000000000000000000000000010100(左边去一位，右边补一位)
  • 1.2 右移操作符
    • 移位规则：有两种
      • 逻辑右移：左边用0补充，右边去掉
      • 算术右移：左边用原值的符号位补充，右边去掉（与编译器有关，大多数为第二种）
#include<stdio.h>
int main()
{
    int num=-1;
    int n=num>>1;
    printf("n=%d\n",n);
    printf("num=%d\n",num);
    return 0;
}

 算术右移：int num=-1
 num的2进制表示（内存中为补码）11111111111111111111111111111111
 num>>1：11111111111111111111111111111111|1（左边补一符号位，右边去一位）
  • 对于移位操作符，不能移动负数位，这个标准未定义
  1. 按位与（&）操作符
  • 功能：
    按位与操作符对两个操作数对应的二进制位进行与运算。只有当两个二进制位都为 1 时，结果位才为 1；否则为 0。
  • 示例：
    假设a = 5（二进制为0101），b = 3（二进制为0011）。
    计算a & b时，将它们的二进制位逐位进行与运算：
    从最左边开始，0（a的最高位）和0（b的最高位）进行与运算，结果为0。
    接着，1（a的次高位）和0（b的次高位）进行与运算，结果为0。
    然后，0（a的第三位）和1（b的第三位）进行与运算，结果为0。
    最后，1（a的最低位）和1（b的最低位）进行与运算，结果为1。
    所以a & b的结果是二进制0001，即十进制的1。
  • 应用场景：
    常用于屏蔽某些位。例如，要获取一个字节（8 位）数据的低 4 位，可以将这个字节与二进制00001111（十进制15）进行按位与运算。
  1. 按位或（|）操作符
  • 功能：
    按位或操作符对两个操作数对应的二进制位进行或运算。只要两个二进制位中有一个为 1，结果位就为 1；只有当两个二进制位都为 0 时，结果位才为 0。
  • 示例：
    同样假设a = 5（二进制为0101），b = 3（二进制为0011）。
    计算a | b时，逐位进行或运算：
    最高位0（a）和0（b）进行或运算，结果为0。
    次高位1（a）和0（b）进行或运算，结果为1。
    第三位0（a）和1（b）进行或运算，结果为1。
    最低位1（a）和1（b）进行或运算，结果为1。
    所以a | b的结果是二进制0111，即十进制的7。
  • 应用场景：
    可以用于设置某些位。例如，要将一个字节的低 4 位全部设置为 1，可以将这个字节与二进制00001111进行按位或运算。
  1. 按位异或（^）操作符
  • 功能：
    按位异或操作符对两个操作数对应的二进制位进行异或运算。当两个二进制位不同时，结果位为 1；相同时，结果位为 0。
  • 示例：
    还是假设a = 5（二进制为0101），b = 3（二进制为0011）。
    计算a ^ b时，逐位进行异或运算：
    最高位0（a）和0（b）进行异或运算，结果为0。
    次高位1（a）和0（b）进行异或运算，结果为1。
    第三位0（a）和1（b）进行异或运算，结果为1。
    最低位1（a）和1（b）进行异或运算，结果为0。
    所以a ^ b的结果是二进制0110，即十进制的6。
  • 应用场景：
    可以用于数据加密中的简单加密和解密。例如，用一个密钥与数据进行按位异或操作进行加密，再次用相同的密钥进行异或操作就可以解密。

逻辑操作符

  1. 逻辑与（&&）操作符
  • 功能：
    逻辑与操作符 && 用于对两个逻辑表达式进行逻辑与运算。当且仅当两个操作数都为真（在 C 语言中，非零值表示真）时，结果为真（值为 1）；只要有一个操作数为假（值为 0），结果就为假（值为 0）。
  • 示例：
int a = 5, b = 3, c = 0;
int result1 = (a > 2) && (b > 1); //这里 (a > 2) 为真（因为 5 > 2），(b > 1) 也为真（因为 3 > 1）
所以 result1 的值为 1。
int result2 = (a > 2) && (c > 1); //因为 (c > 1) 为假（因为 0 > 1 不成立），即使 (a > 2) 为真
整个表达式的结果 result2 为 0。
  • 短路求值特性：
    当使用 && 操作符时，如果第一个操作数为假，那么不会计算第二个操作数，因为无论第二个操作数的值如何，整个表达式的结果都为假。
  1. 逻辑或（||）操作符
  • 功能：
    逻辑或操作符 || 用于对两个逻辑表达式进行逻辑或运算。只要两个操作数中有一个为真，结果就为真；只有当两个操作数都为假时，结果才为假。
  • 示例：
int e = 2, f = 0, g = 4;
int result4 = (e > 3) || (f > 1); //这里 (e > 3) 为假（因为 2 > 3 不成立），(f > 1) 也为假（因为 0 > 1 不成立），
所以 result4 的值为 0。
int result5 = (e > 1) || (f > 1); //因为 (e > 1) 为真（因为 2 > 1），
所以 result5 的值为 1，即使 (f > 1) 为假。
  • 短路求值特性：
    当使用 || 操作符时，如果第一个操作数为真，那么不会计算第二个操作数，因为无论第二个操作数的值如何，整个表达式的结果都为真。

关系操作符

  1. 大于（>）操作符
  • 功能：
    • 用于比较两个操作数的大小，判断左边的操作数是否大于右边的操作数。如果左边操作数大于右边操作数，结果为真（在 C 语言中用 1 表示），否则为假（用 0 表示）。
  • 示例：
    • int a = 5, b = 3;
    • int result = a > b;，因为 5 大于 3，所以 result 的值为 1。
    • 对于不同类型的操作数，如 float c = 3.5, d = 2.1;，int res = c > d; ，先将 c 和 d 的值比较，因为 3.5 大于 2.1，所以 res 的值为 1。
  1. 小于（<）操作符
    • 功能：
      • 与大于操作符相反，用于判断左边的操作数是否小于右边的操作数。若左边操作数小于右边操作数，结果为真（值为 1），否则为假（值为 0）。
    • 示例：
      • int e = 2, f = 4;
      • int res1 = e < f;，因为 2 小于 4，所以 res1 的值为 1。
      • 对于混合类型，如 double g = 1.2, h = 1.5;，int res2 = g < h;，因为 1.2 小于 1.5，所以 res2 的值为 1。
  2. 大于等于（>=）操作符
    • 功能：
      • 判断左边的操作数是否大于或等于右边的操作数。如果满足该条件，结果为真（值为 1），否则为假（值为 0）。
    • 示例：
      • int i = 5, j = 5;
      • int res3 = i >= j;，由于 5 等于 5，所以 res3 的值为 1。
      • 再如 int k = 7, l = 4;，int res4 = k >= l;，因为 7 大于 4，所以 res4 的值为 1。
  3. 小于等于（<=）操作符
    • 功能：
      • 检查左边的操作数是否小于或等于右边的操作数。满足此条件时结果为真（值为 1），不满足则为假（值为 0）。
    • 示例：
      • int m = 3, n = 3;
      • int res5 = m <= n;，因为 3 等于 3，所以 res5 的值为 1。
      • 例如 int o = 2, p = 5;，int res6 = o <= p;，因为 2 小于 5，所以 res6 的值为 1。
  4. 等于（==）操作符
    • 功能：
      • 用来判断两个操作数是否相等。当两个操作数的值相等时，结果为真（值为 1），不相等时为假（值为 0）。
    • 示例：
      • int q = 4, r = 4;
      • int res7 = q == r;，由于 4 等于 4，所以 res7 的值为 1。
      • 注意与赋值操作符 = 的区别，如 int s = 3; s == 3; 只是判断 s 的值是否为 3，而 s = 3 是将 3 赋值给 s。
      • 对于不同类型，如 float t = 3.0, u = 3.0;，int res8 = t == u;，因为 3.0 等于 3.0，所以 res8 的值为 1。
  5. 不等于（!=）操作符
    • 功能：
      • 当两个操作数不相等时，结果为真（值为 1），相等时为假（值为 0）。
    • 示例：
      • int v = 2, w = 3;
      • int res9 = v!= w;，因为 2 不等于 3，所以 res9 的值为 1。
      • 对于不同类型，如 double x = 2.5, y = 2.0;，int res10 = x!= y;，因为 2.5 不等于 2.0，所以 res10 的值为 1。

三目操作符

  1. 基本语法：
  • 三目操作符在 C 语言中的表示形式为 表达式1? 表达式2 : 表达式3。
  1. 功能：
    • 首先对 表达式1 进行求值，如果 表达式1 的结果为真（非零），则整个三目操作符的结果为 表达式2 的值；如果 表达式1 的结果为假（零），则整个三目操作符的结果为 表达式3 的值。
  2. 示例：
    • int a = 5, b = 3;
    • int max = (a > b)? a : b; ：
      • 首先计算 表达式1，即 a > b，因为 5 > 3，所以 a > b 的结果为真（值为 1）。
      • 由于 表达式1 为真，整个三目操作符的结果为 表达式2 的值，即 a 的值，所以 max 的值为 5。
    • 另一个例子：
      • int c = 2, d = 4;
      • int min = (c < d)? c : d; ：
        • 先计算 表达式1，即 c < d，因为 2 < 4，所以 c < d 的结果为真（值为 1）。
        • 因此，整个三目操作符的结果为 表达式2 的值，即 c 的值，所以 min 的值为 2。
  3. 使用场景：
    • 简化条件判断：
      • 可以用来替代简单的 if-else 语句，使代码更加简洁。例如，以下是使用 if-else 语句的代码：
        int num1 = 10, num2 = 20;
int result;
if (num1 > num2) {
    result = num1;
} else {
    result = num2;
}
      • 可以使用三目操作符简化为：
        int num1 = 10, num2 = 20;
int result = (num1 > num2)? num1 : num2;
    • 表达式中使用：
      • 三目操作符可以直接用在表达式中，例如：
        int x = 5, y = 3;
int z = (x > y)? (x + 1) : (y - 1);
      • 这里先判断 x > y，因为 5 > 3 为真，所以 z 的值为 x + 1 的结果，即 6。
  4. 注意事项：
    • 虽然三目操作符可以使代码简洁，但如果表达式过于复杂，可能会降低代码的可读性，所以建议在表达式较为简单的情况下使用。
    • 避免嵌套过多的三目操作符，如 a > b? c > d? e : f : g ，这种嵌套会使代码难以理解，通常可以使用 if-else 语句替代。
    • 三目操作符的三个表达式的类型最好一致，避免出现类型不匹配的问题，如 int m = (a > b)? 3.5 : 4; 可能会导致类型转换的潜在问题。

    逗号表达式

    1. 基本语法：
      逗号表达式的形式为 表达式1, 表达式2, 表达式3, …, 表达式n。
    2. 功能：
      逗号表达式会从左到右依次计算各个表达式的值，整个逗号表达式的值是最后一个表达式（表达式 n）的值。

索引访问操作符

 在 C 语言中，索引访问操作符是 []，主要用于数组元素的访问。
 它允许通过数组的索引（也称为下标）来访问数组中特定位置的元素。

函数调用

   接受一个或者多个操作数：第一个操作数是函数名，剩余的操作数是传递给函数的参数。

成员访问操作符

  1. 结构体成员访问操作符（.）

    • 语法：结构体变量名.成员名。这个操作符用于访问结构体变量中的成员。

  2. 指向结构体的指针成员访问操作符（->）

    • 语法：结构体指针->成员名。当有一个指向结构体的指针时，使用这个操作符来访问结构体指针所指向的结构体中的成员。

2.操作符的优先级


标签：操作数,优先级,示例,int,C语言,操作符,表达式,赋值
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