C语言 —— 愿此世如黄金般辉煌 - 进制转换与操作符详解

迷迭所归处

发布于 2025-03-09 21:22:14

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1. 操作符的分类

1. 算术操作符：+ - * / % 2. 移位操作符：<< >> 3. 位操作符：& | ^ 4. 赋值操作符：= += -= = /= %= <<= >>= &= |= ^= 5. 单目操作符：！ ++ – & * + - ~ sizeof (类型) 6. 关系操作符：> >= < <= == ！= 7. 逻辑操作符：&& || 8. 条件操作符：？： 9. 逗号表达式：， 10. 下标引用：[ ] 11. 函数调用：( ) 12. 结构体成员访问： . ->

2. ⼆进制和进制转换

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
二进制： 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： 128 64 32 16 8 4 2 1 十进制12的二进制就是1100，也就是取上面8 4 2 1的前两位

2.1 2进制转10进制

10进制中的123，从右到左依次是个位，十位，百位，每一位都有自己的权重，每一位各自乘以各自的权重然后加和就是表示的值

2进制转换10进制的12也相同

2.2 10进制转2进制

2.3 2进制转8进制

8进制的数字每⼀位是0~7的，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

2.4 2进制转16进制

16进制的数字每⼀位是0~9,a ~f 的，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
在16进制中，两位数用字母表示(大小写都可以） 10 = A/a 11 = B/b 12 = C/c 13 = D/d 14 = E/e 15 = F/f
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、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 反码得到原码也是可以使用：取反，+1的操作 数据存放内存中其实存放的是补码

4. 移位操作符

移位操作符的操作数只能是整数，移动操作符移动的是二进制位

4.1 左移操作符

移位规则：左边抛弃、右边补0，左移的效果和乘2类似

#include <stdio.h>

int main()
{
	int num = 10;
	int n = num << 1;

	printf("n= %d\n", n);
	printf("num= %d\n", num);

	return 0;
}

4.2 右移操作符

与左移操作符的效果相反，右移的效果和除2类似

移位规则：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

#include <stdio.h>

int main()
{
	int num = 10;
	int n = num >> 1;

	printf("n= %d\n", n);
	printf("num= %d\n", num);

	return 0;
}

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;

5. 位操作符：&、|、^、~

&    //按位与
|    //按位或
^    //按位异或
~    //按位取反

位操作符的操作数必须是整数

5.1 & 按位与

当两个对应的二进制位都为 1 时，结果位才为 1，否则为 0，也就是同1为1，不1为0

0000000000 0000000000 0000000001 11 a
0000000000 0000000000 0000011000 11 b

0000000000 0000000000 0000000000 11 a & b

5.2 | 按位或

当两个对应的二进制位中只要有一个为 1，结果位就为 1，当两个位都为 0 时，结果位才为 0 也就是有1为1，无1为0

0000000000 0000000000 0000000001 01 a
0000000000 0000000000 0000000000 11 b

0000000000 0000000000 0000000001 11 a | b

5.3 ^ 按位异或

当两个对应的二进制位不同（一个为 0，另一个为 1）时，结果位为 1，当两个位相同（都为 0 或都为 1）时，结果位为 0 也就是不同为1，相同为0

0000000000 0000000000 0000000001 01 a
0000000000 0000000000 0000000000 11 b

0000000000 0000000000 0000000001 10 a ^ b

5.4 ~ 按位取反

顾名思义，将每个二进制位中的 0 变为 1，1 变为 0

0000000000 0000000000 0000000001 01 a

1111 1111 11 1111 1111 11 1111 1111 10 10 ~a

6. 结构成员访问操作符

6.1 什么是结构体

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
结构体的语法结构：

struct tag
{
	member - list;

}variable - list;

描述⼀个学生：

struct Stu
 {
   char name[20];//名字
   int age;//年龄 
   char sex[5];//性别
   char id[20];//学号 
 }; //分号不能丢

结构体的定义：

struct Point
 {
   int x;
   int y;
 }p1;        //声明类型的同时定义变量p1        
struct Point p2;    //定义结构体变量p2

结构体的指定顺序初始化：

//指定顺序初始化
struct Point p3 = { 10, 20 };
struct Stu        //类型声明
{
	char name[15];//名字
	int age;
	//年龄
};
struct Stu s1 = { "zhangsan", 20 };//初始化
struct Stu s2 = { .age = 20, .name = "lisi" };//指定顺序初始化

结构体嵌套初始化：

struct Node
{
	int data;
	struct Point p;
	struct Node* next;

}n1 = { 10, {4,5}, NULL };

//结构体嵌套初始化
struct Node n2 = { 20, {5, 6}, NULL };//结构体嵌套初始化

6.2 结构体成员的直接访问

结构体成员的直接访问是通过点操作符（.）访问的，点操作符接受两个操作数 语法结构：结构体变量.成员名

#include <stdio.h>

struct Point
{
	int x;
	int y;
}p = { 1,2 };

int main()
{
	printf("x: %d y: %d\n", p.x, p.y);

	return 0;
}

6.3 结构体成员的间接访问

有时候我们得到的不是⼀个结构体变量，⽽是得到了⼀个指向结构体的指针 语法结构：结构体指针->成员名

#include <stdio.h>
struct Point
{
	int x;
	int y;
};

int main()
{
	struct Point p = { 3, 4 };
	struct Point* ptr = &p;

	ptr->x = 10;
	ptr->y = 20;

	printf("x = %d y = %d\n", ptr->x, ptr->y);

	return 0;
}

7. 操作符的属性：优先级与结合性

优先级与结合性决定了表达式求值的计算顺序

7.1 优先级

优先级指的是，如果⼀个表达式包含多个运算符，哪个运算符应该优先执⾏，各种运算符的优先级是不⼀样的 举个例子：1 3 + 4 * 5; 上⾯⽰例中，表达式 3 + 4 * 5 ⾥⾯既有加法运算符（ + ），⼜有乘法运算符（ * ）。由于乘法的优先级⾼于加法，所以会先计算 4 * 5 ，⽽不是先计算 3 + 4

7.2 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了，这时候就看结合性了，则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（ = ）
一般来说：！> 算术运算符 > 关系运算符 > 逻辑运算(&& > ||) > 赋值运算符
优先级链接： C 运算符优先级 - cppreference.com

https://zh.cppreference.com/w/c/language/operator_precedence