快捷導(dǎo)航

C語言中各種運算類型全面總結(jié)

更新時間：2022年04月21日 15:12:57 作者：清風(fēng)自在?流水潺潺

C語言運算符是說明特定操作的符號，它是構(gòu)造C語言表達式的工具，C語言的運算異常豐富，除了控制語句和輸入輸出以外的幾乎所有的基本操作都為運算符處理

一、概述

C語言中支持下面4種類型的運算

運算類型	運算符
四則運算	+，-，*，/，%
關(guān)系運算	<，>，<=，>=，==，!=
邏輯運算	&&，\|\|，!
位運算	&，\|，^，>>，<<，~

二、四則運算

（+，-，*，/，%）

就是數(shù)學(xué)中的加，減，乘，除等運算
遵循先乘除后加減的運算優(yōu)先級
可以使用括號改變運算順序

注意：

C語言中的除法運算，其除數(shù)不能為0

下面通過一段程序感受一下：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 5;
    int b = 2;
    double c = 3;
    c = a / b;
    printf("c = %f\n", c);
    c = a % b;
    printf("c = %f\n", c);
    return 0;
}

下面為輸出結(jié)果：

通過上面的代碼，可以得到一些小結(jié)論：

整型數(shù)的除法運算結(jié)果會舍棄小數(shù)部分
取余(%)運算也是一種除法運算，結(jié)果為余數(shù)
浮點數(shù)不能進行取余運算

三、關(guān)系運算

（<，>，<=，>=，==，!=）

比較兩個值大小關(guān)系或相等關(guān)系的運算
比較的結(jié)果為邏輯值: 真（1），假（0）
可以使用括號()改變關(guān)系運算的順序

如上面的圖片所示，c 的值就為0

下面通過一段代碼，感受一下：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    int c = 3;
    c = a != b;
    printf("c = %d\n", c);
    c = a - b >= a + b;
    printf("c = %d\n", c);
    c = (a < b) + (c < b);
    printf("c = %d\n", c);
    return 0;
}

下面為輸出結(jié)果：

小技巧：如果不同類型的運算同時出現(xiàn)在一個表達式中，那么盡量使用括號（）指明運算順序。

運算優(yōu)先級（優(yōu)先級：四則運算 > 關(guān)系運算 > 賦值操作）

四則運算

正負號 > 乘除運算 > 加減運算

關(guān)系運算

大小比較運算 > 相等比較運算

賦值操作

下面看一段代碼，深入感受一下運算優(yōu)先級：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    int c = 0;
    c = a != b + a * b;
    printf("c = %d\n", c);
    return 0;
}

下面為輸出結(jié)果，可以看出，c 的輸出結(jié)果為1，為什么為1呢？這是由于乘法優(yōu)先級大于加法優(yōu)先級大于關(guān)系運算優(yōu)先級，所以程序執(zhí)行過程是這樣，先計算 a * b，然后將 a * b 的結(jié)果 2 加上 b，得到4，最后再比較 a != 4，得到的結(jié)果當(dāng)然為1啦，我們還可以通過反匯編來觀察代碼的執(zhí)行過程。

c = a != b + a * b的匯編代碼

所以如果想得到a != b 再加上a * b的結(jié)果，一定要記得加括號，如下：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    int c = 0;
    c = (a != b) + (a * b);
    printf("c = %d\n", c);
    return 0;
}

這樣才能得到正確結(jié)果，如下所示：

小結(jié)：

整型數(shù)除法有兩種:取商（/)，取余（%)
浮點數(shù)除法與數(shù)學(xué)中除法運算相同，結(jié)果為浮點數(shù)
不同運算的優(yōu)先級不同，可使用括號改變運算優(yōu)先級
同一個表達式中應(yīng)避免不同的運算類型(四則運算，關(guān)系運算)

四、邏輯運算與位運算

邏輯運算(&&，ll，!)

邏輯運算的參與者為邏輯值(真或假)
任何非零值在邏輯運算中都為真
任何零值在邏輯運算中都為假

&&運算
左操作數(shù)	右操作數(shù)	結(jié)果
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

||運算
左操作數(shù)	右操作數(shù)	結(jié)果
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

邏輯運算中的短路法則

對于&&運算

從左向右進行，如果有一個操作數(shù)為假，則整個表達式為假
第一個為假的操作數(shù)之后的其它操作數(shù)不再計算

對于||運算

從左向右進行，如果有一個操作數(shù)為真，則整個表達式為真
第一個為真的操作數(shù)之后的其它操作數(shù)不再計算

取非運算(!)

單目運算（只需要一個操作數(shù))，運算結(jié)果為邏輯值

對真值取非的結(jié)果為假
對假值取非得結(jié)果為真

話不多說，上代碼：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    int c = 0;
    c = a && b;
    printf("c = %d\n", c);
    c = !(a - b) || (c < b);
    printf("c = %d\n", c);
    c = 10000;
    c = !!c;
    printf("c = %d\n", c);
    return 0;
}

下面為運行結(jié)果：

位運算(&，|，~，^，<<，>>)

直接對數(shù)據(jù)的二進制位進行操作
位運算的基本單位是二進制位，所以也是一種0和1的操作
可以使用括號()改變位運算的運算順序
位運算的操作數(shù)只能是整型數(shù)（浮點數(shù)不能直接進行位運算)

運算符	含義	示例	優(yōu)先級
~	按位求反	~0101 -> 1010	1（高）
<<	左移：高位移出，低位補0	0011 << 1 -> 0110	2
>>	右移：低位移出，高位補符號位	0101 >> 2 -> 0001	2
&	按位與	0111 & 1100 -> 0100	3
^	按位異或：相同為0，不同為1	0111 ^ 1100 -> 1011	4
\|	按位或	0111 \| 1100 -> 1111	5（低）

注：

1.按位與和邏輯與的計算法相同:兩者為1，結(jié)果為1，否則為0

2.按位或和邏輯或的計算法相同:兩者為0，結(jié)果為0，否則為1

位運算實例

將整數(shù)5的第2個二進制位置1
將整數(shù)7的第4個二進制位取反
將整數(shù)2的最后兩位取反
將整數(shù)15右移2位，再將第2個二進制位置0
設(shè)變量a的二進制數(shù)是10101101，若想通過運算a ^ b使得a的中間4位取反，其余位不變，則b的值是多少?

代碼如下：

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("c = %d\n", 5 | 2);
    printf("c = %d\n", 7 ^ 8);
    printf("c = %d\n", 2 ^ 3);
    printf("c = %d\n", (15 >> 2) & 13);
    printf("c = %d\n", 173 ^ 60);
    return 0;
}

運行結(jié)果如下：

這里需要特別注意:對某一位或者某幾位取反可以用異或（^）運算，這在工程里常用?。?！

運算優(yōu)先級（優(yōu)先級從上到下為由高到低）

正負號>邏輯非>按位取反
乘除>加減>按位左右移
大小比較運算>相等比較運算
按位與>按位異或>按位或
邏輯與>邏輯或
賦值操作

小結(jié)

邏輯運算中有特殊的短路法則，結(jié)果確定后不再向下計算
C語言中的真值對應(yīng)非零值，假值對應(yīng)零值
位運算直接對數(shù)據(jù)的二進制位進行操作
位運算的操作數(shù)只能是整型數(shù)（浮點數(shù)不能直接進行位運算)

五、深度剖析位運算

不同類型的本質(zhì)在于:

占用的內(nèi)存大小不同，如：short占用2字節(jié)，int占用4字節(jié)

表示具體數(shù)據(jù)的方式不同

正整數(shù)用原碼表示，負整數(shù)用補碼表示
整數(shù)型和浮點型的二進制表示不同

位運算時需要明確的知道的事

操作數(shù)的類型（占用的內(nèi)存大小)
操作數(shù)是正數(shù)還是負數(shù)(符號位，數(shù)據(jù)表示)
不同類型的操作數(shù)先自動對齊再進行位運算(補符號位)

如下面的一段代碼：

short a = 1;
int b = 4;
int c = a | b;
printf("c = %d\n",c);

b為int類型，占4個字節(jié)，a為short類型，占2個字節(jié)。所以a要先要補符號位，由于a是正數(shù)，所以補0，這樣就可以進行位運算了，得出c的結(jié)果為5。

下面來看一段代碼：

#include <stdio.h>
int main()
{
    short a = 1;
    short b = 2;
    int c = a - b;
    c = c >> 4;
    printf("c = %d\n", c);
    c = c * -1 * 16 >> 4;
    printf("c = %d\n", c);
    printf("c = %d\n", 16 << 2);
    return 0;
}

下面為輸出結(jié)果：

小結(jié)論

正數(shù)符號位為0，右移運算時，高位補0，低位移除
負數(shù)符號位為1，右移運算時，高位補1，低位移除
左移運算時，最高位移除，低位補0
最高位的具體位置，由數(shù)據(jù)類型決定

類型補充小知識

char 字符型，一個字節(jié)的整型，范圍[-128,127]
字符數(shù)據(jù)（單引號括起來的字符)的本質(zhì)是整型數(shù)
char類型的變量可以打印為整數(shù)或者字符

再看一段代碼：

#include <stdio.h>
int main()
{
    char c = 'A';
    short a = c;
    int b = c;
    printf("c = %c\n", c);
    printf("c = %d\n", c);
    printf("a = %d\n", a);
    printf("b = %d\n", b);
    c = 0x40;
    printf("c = %x\n", c);
    printf("c = %d\n", c);
    c = c << 1;
    printf("c = %d\n", c);
    c = c << 1;
    printf("c = %d\n", c);
    return 0;
}

下面為輸出結(jié)果：