快速复习C语言 - 1变量与运算符

变量与运算符

本篇以读者知道 int、char、float、double 等数据类型为前提条件。

float 类型注意事项

float 类型数没有办法跟一个数真正比较是否相等，可以定义借助绝对值在一定误差范围内视为相同：

if ( fabs(f-0) <= 1e-6)

#define

#define 的处理在程序的预处理阶段，占编译时间，不占运行时间。缺点是不检查语法，只是单纯的宏体与宏名之间的替换。

用 define 定义宏函数：

#define MAX(a,b)	\
		({ int A=a, B=b; ((A) > (B) ? (A) : (B)); })

定义变量

定义变量语法：[存储类型] 数据类型 标识符 = 值

存储类型

• auto：默认存储类型。

  • 不初始化则为乱值，不会自动初始化为 0 值或空值；
  • 自动分配空间，自动回收空间。

• register：（建议型¹）寄存器类型。

  • 只能用来定义局部变量，不能定义全局变量；
  • 大小有限制，只能定义 32 位大小的数据类型，如 double 类型就不可以；
  • 寄存器没有地址，所以一个寄存器类型的变量无法打印出地址进行查看或使用。

  ¹ 建议型的意思是建议 gcc 分配为寄存器类型，至于是否分配为寄存器类型，由 gcc 自己做主，gcc 不会轻易把变量放入寄存器中

• static：静态类型。可以修饰变量和函数，将变量或函数的作用域限制在当前文件中，外部文件无法引用。

  • 自动初始化为 0 值或空值；
  • 只使用同一块空间，所以值有继承性。

• extern：说明型关键字。不能改变被说明的变量的类型或值。

运算符

• 算术运算符：+ - * / % ++ -- ……
• 关系运算符：< <= == >= > !=
• 逻辑运算符：&& || !
• 位运算符：<< >> & | ^ ~
• 赋值运算符：=
• 条件运算符（三目运算符）：? :
• 逗号运算符：,
• 指针运算符：* &
• 单目运算符（判断数据类型长度）：sizeof()
• 强制类型转换：char int float double ……
• 分量运算符：. ->
• 下标（索引）运算符：[]
• 其他：()

位运算

左移与右移

<< 左移 shl

a << b，表示 a 的二进制数向左移动（在后面添 0）b 位

例如：6 << 3

(6)₁₀ = (0110)₂ 向左移动三位变成 (0011 0000)₂ = (48)₁₀

左移运算，相当于 a * 2^b，即 6 << 3 = 6 * 2³ = 6 * 8 = 48

>> 右移 shr

与左移相反，a >> b，表示 a 的二进制数向右移动 b 位

例如：36 >> 2

(36)₁₀ = (0010 0100)₂ 向右移动两位变成 (0000 1001)₂ = (9)₁₀

右移运算，相当于 a / 2^b，即 36 >> 2 = 36 / 2² = 36 / 4 = 9

& 与运算 and

两个二进制数相同位的两个数字都为 1，则结果为 1；其中一个不为 1，则结果为 0

例如：12 & 10

(12)₁₀ = (1100)₂

(10)₁₀ = (1010)₂

结果为 (1000)₂ = (8)₁₀，即 12 & 10 = 8

与运算可以判断一个整数的奇偶，把这个整数跟 1 进行与运算，结果为 0 则该数为偶，结果为 1 则该数为奇

| 或运算 or

两个二进制数相同位的两个数字有一个为 1，则结果为1；只有两个都不为 1，结果才为 0

例如：10 | 6

(10)₁₀ = (1010)₂

(6)₁₀ = (0110)₂

结果为 (1110)₂ = (14)₁₀，即 10 | 6 = 14

^ 异或运算 xor

相同位两数不同则为 1，否则为 0

例如：10 ^ 6

(10)₁₀ = (1010)₂

(6)₁₀ = (0110)₂

结果为 (0010)₂ = (2)₁₀，即 10 ^ 6 = 2

一个数进行两次相同的异或运算结果是它本身，由此可以通过异或运算交换两数：

a = 11;
b = 9;
a = a ^ b;
b = a ^ b;	// 相当于 b = (a ^ b) ^ b = a
a = a ^ b;	// 相当于 a = (a ^ b) ^ a = b
printf("a = %d, b = %d\n", a, b);	// a = 9, b = 11

分析：

第一次 a = a ^ b = (11)₁₀ ^ (9)₁₀ = (1011)₂ ^ (1001)₂ = (0010)₂ = (2)₁₀

第二次 b = a ^ b = (2)₁₀ ^ (9)₁₀ = (0010)₂ ^ (1001)₂ = (1011)₂ = (11)₁₀

第三次 a = a ^ b = (11)₁₀ ^ (2)₁₀ = (1011)₂ ^ (0010)₂ = (1001)₂ = (9)₁₀

~ 取反运算 not

将一个二进制数所有位全部取反。做此运算时需特别注意是否有符号位

例如：~ (11)₁₀ = ~ (1011)₂ = (0100)₂ = (4)₁₀

位运算常用运算

• 将操作数中第 n 位置 1，其他位保持不变：num = num | 1 << n;
• 将操作数中第 n 位置 0，其他位保持不变：num = num & ~(1 << n);
• 测试第 n 位是 0 还是 1：if(num & 1 << n)