【零基础学习iOS开发】【02-C语言】08-基本运算
计算机的基本能力就是计算，所以一门程序设计语言的计算能力是非常重要的。C语言之所以无所不能，是因为它不仅有丰富的数据类型，还有强大的计算能力。C语言一共有34种运算符，包括了常见的加减乘除运算。这讲就对C语言中的运算符做一个详细介绍。
一、算术运算符
算术运算符非常地简单，就是小学数学里面的一些加减乘除操作。不过呢，还是有一些语法细节需要注意的。
1.加法运算符 +
1 int a = 10; 2 3 int b = a + 5;
在第3行利用加法运算符 + 进行了加法运算，再将和赋值给了变量b，最终变量b的值是15
2.减法运算符 或 负值运算符 -
1 int b = 10 - 5; 2 3 int a = -10;
1> 在第1行利用减法运算符 - 进行了减法运算，再将差赋值给了变量b，最终变量b的值是5
2> 在第3行中，这个 - 并不是什么减法运算符，而算是一个负值运算符，-10代表的是负十
3.乘法运算符 *
1 int b = 10 * 5;
注意：乘法运算符并不是x或者X，而是星号*。变量b最终的值是50。
4.除法运算符 /
1 double a = 10.0 / 4; 2 double b = 10 / 4; 3 4 printf("a=%f, b=%f \n", a, b);
注意：除法运算符并不是÷，而是一个正斜杠 /
1> 第1行中的10.0是浮点型，4是整型，因此会将4自动类型提升为浮点型后再进行运算，最后变量b的值是2.5
2> 第2行中的10和4都是整型，计算机中的运算有个原则：相同数据类型的值才能进行运算，而且运算结果依然是同一种数据类型。因此，整数除于整数，求出来的结果依然是整数，会损失小数部分。最后变量b的值是2。查看输出结果：
3> 如果想让 整数除于整数 不损失精度的话，可以将某个整数强制转换为浮点型数据
1 double a = (double)10 / 4; 2 3 double b = 10 / (double)4; 4 5 double c = (double)10 / (double)4; 6 7 double d = (double) (10 / 4);
- 10和4之间只要有1个强转为浮点型数据即可，另外1个整数会自动类型提升为浮点型数据。因此，变量a、b、c的值都是2.5。
- 变量d的情况就不一样了，第7行代码的意思是先计算(10/4)的值，再将(10/4)的值强转为浮点型数据。(10/4)的值是2，将2强转为浮点型数据，那不也就是2么？所以，变量d的值是2
5.模运算符 或称 取余运算符 %
注意：这个%并不是除号÷，它是一个取余运算符，或者叫做模运算符。取余的意思是，取得两个整数相除之后的余数。比如，5除于2的余数是1，5除于3的余数是2。因此使用这个%有个原则：%两侧必须都为整数。下面的写法是错误的：
1 int a = 5.0 % 2;
编译器会直接报错，因为5.0并非整数。
1> 正数取余
1 int a = 5 % 2; 2 int b = 2 % 5;
简单计算可得：变量a的值为1，变量b的值为2
2> 负数取余
1 int a = -5 % 2; 2 int b = 5 % -2; 3 int c = -5 % -2;
利用%求出来的余数是正数还是负数，由%左边的被除数决定，被除数是正数，余数就是正数，反之则反。因此变量a、b、c的值分别是-1、1、-1
6.运算顺序
1> 算术表达式
用算术运算符将数据连接起来的式子，称为“算术表达式”。比如a + b、10 * 5等。如果表达式比较复杂的话，那么就要注意一下它的运算顺序。表达式的运算顺序是按照运算符的结合方向和优先级进行的。
2> 结合方向
算术运算符的结合方向是从左到右。例如表达式2+3+4，先计算2+3。
3> 优先级
优先级越高，就越先进行运算，当优先级相同时，参照结合方向。下面是算术运算符的优先级排序：
负值运算符（-） > 乘（*）、除（/）、模（%）运算符 > 加（+）、减（-）运算符
例如表达式4+5*8/-2的计算顺序为：-、*、/、+，最后的结果是-16
4> 小括号
如果需要先计算优先级低的可以使用小括号()括住，小括号的优先级是最高的！
- 例如4+5*8-2默认的计算顺序是：*、+、-
- 如果想先执行加法运算，就可以这样写：(4+5)*8-2，最后的结果都是不一样的
二、赋值运算符
赋值运算符又分两种：简单赋值运算符 和 复合赋值运算符。
1.简单赋值运算符 =
1> 简单用法
其实这个等号 = 从讲变量开始就见过它了，它的作用是将右边的值赋值给左边。
1 int a = 10 + 5;
赋值运算符的结合方向是：从右到左，而且优先级比算术运算符低。因此先进行等号=右边的加法运算，运算完毕后再将结果赋值给等号右边的变量。最后变量a的值是15。
2> 连续赋值
1 int a, b; 2 3 a = b = 10;
- 在第1行分别定义了int类型的变量a、b
- 第3行代码的意思：将10赋值给变量b，再把变量b的值赋值给a。所以最后变量a、b的值都是10
3> 使用注意
等号=左边只能是变量，不能是常量！常量都是不可变的，怎么可以再次赋值呢？下面的写法是错误的：
1 10 = 10 + 5;
2.复合赋值运算符
- += 加赋值运算符。如a += 3+2，等价于 a = a +（3+2）
- -= 减赋值运算符。如a -= 3+2，等价于 a = a -（3+2）
- *= 乘赋值运算符。如a *= 3+2，等价于 a = a *（3+2）
- /= 除赋值运算符。如a /= 3+2，等价于 a = a /（3+2）
- %= 取余赋值运算符。如a %= 3+2，等价于 a = a %（3+2）
三、自增运算符和自减运算符
1.简介
- ++ 自增运算符。如a++，++a，都等价于a = a+1
- -- 自减运算符。如a--，--a，都等价于a = a-1
注意：你写个5++是错误的，因为5是常量。
2.++a和a++的区别
1> 单独使用++a和a++时，它们是没区别的
1 int a = 10; 2 a++;
1 int a = 10; 2 ++a;
上面两段代码的效果都是让a的值+1，最后a的值都为11
2> 下面这种情况，++a和a++就有区别了
1 int a = 10; 2 3 int b = ++a;
1 int a = 10; 2 3 int b = a++;
上面两段代码的执行结果是有区别的。
- 第1段代码：++a的意思是先对a执行+1操作，再将a的值赋值给b。因此最后a、b的值都是11
- 第2段代码：a++的意思是先将a的值拷贝出来一份，然后对a执行+1操作，于是a变成了11，但是拷贝出来的值还是10，a++运算完毕后，再将拷贝出来的值10赋值给了b，所以最后变量b的值是10，变量a的值是11
--a和a--的区别也是一样的。
3> 再来看一个比较***钻的例子
1 int a = 10; 2 3 a = a++;
很多人一眼看上去，觉得最后a的值应该是11，其实最后a的值是10。前面已经说过a++的作用了，这里也是一样的。先将a的值拷贝出来一份，然后对a执行+1操作，于是a变成了11，但是拷贝出来的值还是10，a++运算完毕后，再将拷贝出来的值10赋值给了a，所以最后变量a的值是10
四、sizeof
* sizeof可以用来计算一个变量或者一个常量、一种数据类型所占的内存字节数。
int size = sizeof(10); printf("10所占的字节数：%d", size);
输出结果：
，10是int类型的数据，在64bit环境下，int类型需要占用4个字节
* sizeof一共有3种形式
- sizeof( 变量\常量 )
sizeof(10); char c = 'a'; sizeof(c);
- sizeof 变量\常量
sizeof 10; char c = 'a'; sizeof c;
- sizeof( 数据类型 )
sizeof(float);
注意，不可以写成sizeof float;
五、逗号运算符
* 逗号运算符主要用于连接表达式，例如：
1 int a = 9; 2 int b = 10; 3 4 a = a+1 , b = 3*4;
* 用逗号运算符连接起来的表达式称为逗号表达式，它的一般形式为：
表达式1, 表达式2, … …, 表达式n
逗号表达式的运算过程是：从左到右的顺序，先计算表达式1，接着计算表达式2，...，最后计算表达式n
* 逗号运算符也是一种运算符，因此它也有运算结果。整个逗号表达式的值是最后一个表达式的值
1 int a = 2; 2 int b = 0; 3 int c; 4 5 c = (++a, a *= 2, b = a * 5); 6 7 printf("c = %d", c);
++a的结果为3，a *= 2的结果为6，b = a * 5的结果为30。因此，输出结果为：
这里要注意的是，右边的表达式是有用括号()包住的，如果不用括号包住，也就是：
1 c = ++a, a *= 2, b = a * 5; 2 printf("c = %d", c);
输出结果将为：
，因为c = ++a也属于逗号表达式的一部分，跟后面的a *= 2以及b = a * 5是相互独立的
六、关系运算符
1.“真”与“假”
1> 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。比如微信的这个界面：
如果用户点击了注册按钮，我们就执行“跳转到注册界面”的代码；如果用户点击了登录按钮，我们就执行“跳转到登录界面”的代码。如果用户没做出任何操作，就不执行前面所说的两段代码。像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。如果这个都不会判断，还执行什么代码。
2> 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”。那怎么判断真假呢？C语言规定，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”。
2.关系运算符的简单使用
C语言中还提供了一些关系运算符，可以用来比较两个数值的大小。
- < 小于。比如a<5
- <= 小于等于。比如a<=5
- > 大于。比如a>5
- >= 大于等于。比如a>=5
- == 等于。比如a==5
- != 不等于。比如a!=5
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”。
1 int a1 = 5 > 4; // 1 2 3 int a2 = 5 < 4; // 0
3.关系运算符的使用注意
1> 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
例如2==3>1 ：先算3>1，条件成立，结果为1。再计算2==1，条件不成立，结果为0。因此2==3>1的结果为0。
2> 关系运算符的结合方向为“从左往右”
例如4>3>2 ：先算4>3，条件成立，结果为1。再与2比较，即1>2，条件不成立，结果为0。因此4>3>2的结果为0。
3> 关系运算符的优先级小于算术运算符
例如3+4>8-2 ：先计算3+4，结果为7。再计算8-2，结果为6。最后计算7>6，条件成立，结果为1。因此3+4>8-2的结果为1。
七、逻辑运算符
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。
C语言提供了3个逻辑运算符：&&（逻辑与）、||（逻辑或）、!（逻辑非）。注意：这些都是英文字符，不要写成中文字符。跟关系运算符一样，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
- 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”
- 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)
- 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
- 若a的值是2：先判断a>3，不成立，停止判断。因此结果为0
- 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)
- 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
- 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”
- 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)
- 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
- 若a的值是2：先判断a<3，成立，停止判断。因此结果为1
- 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)
- 若a的值是6：先判断a>5，成立，再取反之后的结果为0
- 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
- 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”
- 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
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 > && > ||
- 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
- 表达式3+2<5||6>3 等价于 ((3+2) < 5) || (6>3)，结果为1
- 表达式4>3 && !-5>2 等价于 (4>3) && ((!(-5)) > 2) ，结果为0
八、三目运算符
1.N目运算符
- 像逻辑非（!）、负号（-）这种只连接一个数据的符号，称为“单目运算符”，比如!5、-5。
- 像算术运算符、关系运算符、逻辑运算符这种连接二个数据的负号，称为“双目运算符”，比如6+7、8*5、5>6、4 && 0、
- 以此类推，连接3个数据的运算符，应该称为“三目运算符”
2.三目运算符
C语言提供了唯一一个三目运算符：条件运算符。
1> 使用格式
表达式A ? 表达式B : 表达式C
2> 运算结果
如果表达式A成立，也就是为“真”，条件运算符的结果就是表达式B的值，否则，就为表达式C的值
3> 结合方向和优先级
- 优先级顺序为：算术运算符 > 关系运算符 > 条件运算符 > 赋值运算符
- 条件运算符的结合方向是“从右至左”
1 int a = 3>4 ? 4+5 : 5>4 ? 5+6 : 6>7+1;
上面的代码等价于
1 int a = (3>4) ? (4+5) : ( (5>4) ? (5+6) : (6>(7+1)) );
简化一下就是
1 int a = 0 ? 9 : ( 1 ? 11 : 0 );
继续简化为
1 int a = 0 ? 9 : 11;
所以a的值是11
九、位运算符
所谓位运算就是对每一个二进制位进行运算。C语言一共提供了6种位运算符，只能对整数进行操作，分别是：&按位与、|按位或、^按位异或、<<左移、>>右移、~取反。
1.& 按位与
1> 使用形式：整数a & 整数b
2> 功能：整数a和b各对应的二进位相与。只有对应的两个二进位均为1时，结果位才为1，否则为0。参与运算的数以补码方式出现。
3> 举例：比如9&5，其实就是1001&101=1，因此9&5=1
4> 规律：
- 相同整数相&的结果是整数本身。比如5&5=5
- 多个整数相&的结果跟顺序无关。比如5&6&7=5&7&6
2.| 按位或
1> 使用形式：整数a | 整数b
2> 功能：整数a和b各对应的二进位相或。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。参与运算的数以补码方式出现。
3> 举例：比如9|5，其实就是1001|101=1101，因此9|5=13
4> 规律：
- 相同整数相|的结果是整数本身。比如5|5=5
- 多个整数相|的结果跟顺序无关。比如5|6|7=5|7|6
3.^ 按位异或
1> 使用形式：整数a ^ 整数b
2> 功能：整数a和b各对应的二进位相异或。当对应的二进位相异（不相同）时，结果为1，否则为0。参与运算的数以补码方式出现。
3> 举例：比如9^5，其实就是1001^101=1100，因此9^5=12
4> 规律：
- 二进制中，与1相^就会取反，与0相^保持原位
- 相同整数相^的结果是0。比如5^5=0
- 多个整数相^的结果跟顺序无关。比如5^6^7=5^7^6
- 因此得出结论：a^b^a = b
4.~ 取反
1> ~为单目运算符，具有右结合性，使用形式：~整数a
2> 功能：对整数a的各二进位进行取反（0变1，1变0）
3> 举例：比如~9，其实就是~(0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001)=(1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110)，因此~9=-10
5.<< 左移
1> <<是双目运算符，使用形式：整数a<<正数n
2> 功能：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。
3> 举例：3<<4，3本来是0000 0011，左移4位后变成了0011 0000，因此3<<4 = 48 = 3 * 24
4> 需要注意的是：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
1> >>是双目运算符，使用形式：整数a>>正数n
2> 功能：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。
3> 举例：32>>3，32本来是0010 0000，右移3位后变成了0000 0100，因此32>>3 = 4 = 32 / 23
