05-基本运算

一、  算术运算

C语言一共有34种运算符，包括了常见的加减乘除运算

1. 加法运算+

l   除开能做加法运算，还能表示正号：+5、+90

2. 减法运算-

l   除开能做减法运算，还能表示符号：-10、-29

3. 乘法运算*

注意符号，不是x，而是*

4. 除法运算/

l   注意符号，不是÷，也不是\，而是/

l   整数除于整数，还是整数。1/2的值是0，这个并不是二分之一

5. 取余运算%

l   什么是取余：两个整数相除之后的余数

l   %两侧只能是整数

l   正负性取决于%左侧的数值

6. 注意点

1>   自动类型转换

int a = 10.6;

int b = 10.5 + 1.7;

自动将大类型转换为了小类型，会丢失精度

2>   自动类型提升

int b = 10.5 + 10;

将右边的10提升为了double类型

double b = 1.0 / 2;

解决除法的精度问题

3>   强制类型转换

double a = (double)1 / 2;

double b = (double)(1 / 2);

4>   运算顺序

l   表达式

l   结合性（结合方向）:2+3+4

l   优先级：5+4*8-3

1. 习题

1)       当?是什么运算符时，不论整型变量a的值怎么变，结果c都不超过10

int c = a?10;                                                      //取余数就都不超过10，故“？”为“%” 

2)       提示用户输入两个整数，并输出两个整数的平均数

3)       提示用户输入一个时间的秒数，比如500秒就输入500，然后输出对应的分钟和秒，比如500s就是8分钟20秒

 

二、  赋值运算

1. 简单赋值

l   int a = 10 + 5;的运算过程

l   a = b = 10;的运算过程

l   等号左边不能是常量，比如10 = 11;

2. 复合赋值

l   复加减乘除余：a += 4 + 5;

 

三、  自增自减

1. 简单使用

l   ++  自增运算符。如a++，++a，都等价于a = a+1

l   自减运算符。如a--，--a，都等价于a = a-1

l   5++是错误的

 

2. ++a和a++的区别

l   int a = 10;

l   a++;  ++a;

l   int b = a++;  int b = ++a;

 

四、  关系运算(比较运算)

1. 条件判断

l   默认情况下，我们在程序中写的每一句正确代码都会被执行。但很多时候，我们想在某个条件成立的情况下才执行某一段代码

 

l   这种情况的话可以使用条件语句来完成，但是我们暂时不学习条件语句，先来看一些更基础的知识：如何判断一个条件成不成立。

2. 真假

l   在C语言中，条件成立称为“真”，条件不成立称为“假”，因此，判断条件是否成立，就是判断条件的“真假”。

l   怎么判断真假呢？C语言规定，任何数值都有真假性，任何非0值都为“真”，只有0才为“假”。也就是说，108、-18、4.5、-10.5等都是“真”，0则是“假”。

3. 关系比较

开发中经常要比较，比如斗地主游戏中牌的大小。利用关系运算符就可以比较两个值的大小。

l   关系运算符的运算结果只有2种：如果条件成立，结果就为1，也就是“真”；如果条件不成立，结果就为0，也就是“假”。

4. 使用注意

l   关系运算符中==、!=的优先级相等，<、<=、>、>=的优先级相等，且前者的优先级低于后者：2==3>1

l   关系运算符的结合方向为“从左往右”： 4>3>2

l   关系运算符的优先级小于算术运算符：3+4>8-2

1. 习题

计算下列表达式的值

l   3 > 4 + 7

l   (3>4) + 7

l   5 != 4 + 2 * 7 > 3 == 10

 

五、  逻辑运算

l   有时候，我们需要在多个条件同时成立的时候才能执行某段代码，比如：用户只有同时输入了QQ和密码，才能执行登录代码，如果只输入了QQ或者只输入了密码，就不能执行登录代码。这种情况下，我们就要借助于C语言提供的逻辑运算符。

l   逻辑运算的结果只有2个：“真”为1，“假”为0

1.&& 逻辑与

1> 使用格式

“条件A && 条件B”

2> 运算结果

只有当条件A和条件B都成立时，结果才为1，也就是“真”；其余情况的结果都为0，也就是“假”。因此，条件A或条件B只要有一个不成立，结果都为0，也就是“假”

3> 运算过程

总是先判断条件A是否成立

l   如果条件A成立，接着再判断条件B是否成立：如果条件B成立，“条件A && 条件B”的结果就为1，即“真”，如果条件B不成立，结果就为0，即“假”

l   如果条件A不成立，就不会再去判断条件B是否成立：因为条件A已经不成立了，不管条件B如何，“条件A && 条件B”的结果肯定是0，也就是“假”

4> 举例

逻辑与的结合方向是“自左至右”。比如表达式 (a>3) && (a<5)

l   若a的值是4：先判断a>3，成立；再判断a<5，也成立。因此结果为1

l   若a的值是2：先判断a>3，不成立，停止判断。因此结果为0

l   因此，如果a的值在(3, 5)这个范围内，结果就为1；否则，结果就为0

5> 注意

若想判断a的值是否在(3, 5)范围内，千万不能写成3<a<5，因为关系运算符的结合方向为“从左往右”。 比如a为2，它会先算3<a，也就是3<2，条件不成立，结果为0。再与5比较，即0<5，条件成立，结果为1。因此 3<a<5的结果为1，条件成立，也就是说当a

l   的值为2时，a的值是在(3, 5)范围内的。这明显是不对的。正确的判断方法是：(a>3) && (a<5)

l   C语言规定：任何非0值都为“真”，只有0才为“假”。因此逻辑与也适用于数值。比如 5 && 4的结果是1，为“真”；-6 && 0的结果是0，为“假”

 

2.|| 逻辑或

1> 使用格式

“条件A || 条件B”

2> 运算结果

当条件A或条件B只要有一个成立时（也包括条件A和条件B都成立），结果就为1，也就是“真”；只有当条件A和条件B都不成立时，结果才为0，也就是“假”。

3> 运算过程

总是先判断条件A是否成立

l   如果条件A成立，就不会再去判断条件B是否成立：因为条件A已经成立了，不管条件B如何，“条件A || 条件B”的结果肯定是1，也就是“真”

l   如果条件A不成立，接着再判断条件B是否成立：如果条件B成立，“条件A || 条件B”的结果就为1，即“真”，如果条件B不成立，结果就为0，即“假”

4> 举例

逻辑或的结合方向是“自左至右”。比如表达式 (a<3) || (a>5)

l   若a的值是4：先判断a<3，不成立；再判断a>5，也不成立。因此结果为0

l   若a的值是2：先判断a<3，成立，停止判断。因此结果为1

l   因此，如果a的值在(-∞, 3)或者(5, +∞)范围内，结果就为1；否则，结果就为0

 

5> 注意

 C语言规定：任何非0值都为“真”，只有0才为“假”。因此逻辑或也适用于数值。比如 5 || 4的结果是1，为“真”；-6 || 0的结果是1，为“真”；0 || 0的结果是0，为“假”

 

3.! 逻辑非

1> 使用格式

“! 条件A”

2> 运算结果

其实就是对条件A进行取反：若条件A成立，结果就为0，即“假”；若条件A不成立，结果就为1，即“真”。也就是说：真的变假，假的变真。

3> 举例

逻辑非的结合方向是“自右至左”。比如表达式 ! (a>5)

l   若a的值是6：先判断a>5，成立，再取反之后的结果为0

l   若a的值是2：先判断a>3，不成立，再取反之后的结果为1

因此，如果a的值大于5，结果就为0；否则，结果就为1

4> 注意

l   可以多次连续使用逻辑非运算符：!(4>2)结果为0，是“假”，!!(4>2)结果为1，是“真”，!!!(4>2)结果为0，是“假”

l   C语言规定：任何非0值都为“真”，只有0才为“假”。因此，对非0值进行逻辑非!运算的结果都是0，对0值进行逻辑非!运算的结果为1。!5、!6.7、!-9的结果都为0，!0的结果为1

 

4.优先级

l   逻辑运算符的优先级顺序为： 小括号() > 负号 - > ! > 算术运算符 > 关系运算符 > && > ||

l   表达式!(3>5) || (2<4) && (6<1) ：先计算 !(3>5)、(2<4)、(6<1)，结果为1，式子变为1 || 1 && 0，再计算1 && 0，式子变为1 || 0，最后的结果为1

l   表达式3+2<5||6>3 等价于 ((3+2) < 5) || (6>3)，结果为1

l   表达式4>3 && !-5>2 等价于 (4>3) &&  ((!(-5)) > 2) ，结果为0

 

六、  三目运算符

N目运算符->三目运算符

l   int a = 5?10:2;

l   获得a、b中的最大数    // a>b ?a:b

l   获得a、b、c中的最大数  // 略

 

七、  位运算

1.     & 按位与

1>   功能

只有对应的两个二进位均为1时，结果位才为1，否则为0。

2>   举例: 比如9&5，其实就是1001&101=1，因此9&5=1

3>   规律

l   二进制中，与1相&就保持原位，与0相&就为0

 

2.     | 按位或

1>   功能

只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1，否则为0。

2>   举例: 比如9|5，其实就是1001|101=1101，因此9|5=13

 

3.     ^ 按位异或

1> 功能

当对应的二进位相异（不相同）时，结果为1，否则为0。

2> 举例: 比如9^5，其实就是1001^101=1100，因此9^5=12

3> 规律

l   相同整数相^的结果是0。比如5^5=0

l   多个整数相^的结果跟顺序无关。比如5^6^7=5^7^6

l   因此得出结论：a^b^a = b

 

4.     ~ 取反

对整数a的各二进位进行取反，符号位也取反（0变1，1变0）

 

5.     << 左移

l   把整数a的各二进位全部左移n位，高位丢弃，低位补0。左移n位其实就是乘以2的n次方

l   由于左移是丢弃最高位，0补最低位，所以符号位也会被丢弃，左移出来的结果值可能会改变正负性

 

6.     >> 右移

l   把整数a的各二进位全部右移n位，保持符号位不变。右移n位其实就是除以2的n次方

l   为正数时， 符号位为0，最高位补0

l   为负数时，符号位为1，最高位是补0或是补1 取决于编译系统的规定

 

7.     习题

1>   在不用引入其他变量的情况下，使用位异或^运算符实现两个变量值的互换

   

1.利用第三方变量
int temp = a;
a = b;
b = temp;

2.不利用第三方变量
a = a - b;
b = b - a;
a = b + a;

3.使用位异或运算符交换两个变量的值
a = a ^ b;
b = a ^ b;
a = a ^ b;

　　

 */

2>   使用位与&运算符变量的奇偶性

#include <stdio.h>
/*
 用位与&运算符判断变量的奇偶性
 */
int main()
{

    int a = 12;
    
    a&1 == 1 ?printf("奇数\n"):printf("偶数\n");
    a&1 == 0 ?printf("偶数\n"):printf("奇数\n");
    
    return 0;
}

　　

3>   编写一个函数，用来输出整数在内存中的二进制形式

#include <stdio.h>
void printBinary(int number);

int main()
{
    printBinary(-10);
    return 0;
}

void printBinary(int number)
{   
    // 记录现在挪到第几位
    // (sizeof(number)*8) - 1 == 31
    int temp = ( sizeof(number)<<3 ) - 1;
    
    while ( temp >= 0 )
    {
        // 先挪位，再&1，取出对应位的值
        int value = (number>>temp) & 1;
        printf("%d", value); 
        temp--;
        
        // 每输出4位，就输出一个空格
        if ( (temp + 1) % 4 == 0 )
        {
            printf(" ");
        }
    }  
    printf("\n");
}