C语言学习笔记-初阶（28）操作符详解2

1. 逗号操作符、逗号表达式

exp1, exp2, exp3, …expN

逗号表达式，就是用逗号隔开的多个表达式。

逗号表达式，从左向右依次执行。整个表达式的结果是最后一个表达式的结果。

//代码1
int a = 1;
int b = 2;
int c = (a>b, a=b+10, a, b=a+1);//逗号表达式
c是多少？
//代码2
if (a =b + 1, c=a / 2, d > 0)
//代码3
a = get_val();
count_val(a);
while (a > 0)
{//业务处理a = get_val();count_val(a);
}
如果使⽤逗号表达式，改写：
while (a = get_val(), count_val(a), a>0)
{//业务处理
}

2. 下标访问[操作符[ ]

操作数：一个数组名 + 一个索引值

int arr[10];//创建数组
arr[9] = 10;//实⽤下标引⽤操作符。
[ ]的两个操作数是arr和9。

3. 函数调用操作符( )

接受⼀个或者多个操作数：第⼀个操作数是函数名，剩余的操作数就是传递给函数的参数。

#include <stdio.h>
void test1()
{printf("hehe\n");
}
void test2(const char *str)
{printf("%s\n", str);
}
int main()
{test1(); //这⾥的()就是作为函数调⽤操作符。test2("hello bit.");//这⾥的()就是函数调⽤操作符。return 0;
}

4. 结构成员访问操作符

4.1 结构体

C语言已经提供了内置类型，如：char、short、int、long、float、double等，但是只有这些内置类型还是不够的，假设我想描述学生，描述一本书，这时单一的内置类型是不行的。描述一个学生需要名字、年龄、学号、身高、体重等；描述一本书需要作者、出版社、定价等。C语言为了解决这个问题，增加了结构体这种自定义的数据类型，让程序员可以自己创造适合的类型。

4.1.1 结构的声明

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

4.1.2 结构体变量的定义和初始化

//代码1：变量的定义
struct Point
{int x;int y; 
}p1; //声明类型的同时定义变量p1struct Point p2; //定义结构体变量p2//代码2: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//代码3
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

4.2 结构成员访问操作符

4.2.1 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。如下所示：

#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;
}

使用方式：结构体变量.成员名

4.2.2 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。如下所示：

#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;
}

使用⽅式：结构体指针->成员名

综合举例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct Stu
{char name[15];//名字int age; //年龄
};
void print_stu(struct Stu s)
{printf("%s %d\n", s.name, s.age);
}
void set_stu(struct Stu* ps)
{strcpy(ps->name, "李四");ps->age = 28;
}
int main()
{struct Stu s = { "张三", 20 };print_stu(s);set_stu(&s);print_stu(s);return 0;
}

更多关于结构体的知识，后期在《第19讲：自定义类型：结构体》中讲解。

5. 操作符的属性：优先级、结合性

C语言的操作符有2个重要的属性：优先级、结合性，这两个属性决定了表达式求值的计算顺序。

5.1 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。

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 。

5.2 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（ = ）。

5 * 6 / 2;

上面示例中， * 和 / 的优先级相同，它们都是左结合运算符，所以从左到右执行，先计算 5 * 6 ，再计算 6 / 2 。

运算符的优先级顺序很多，下⾯是部分运算符的优先级顺序（按照优先级从高到低排列），建议大概记住这些操作符的优先级就行，其他操作符在使用的时候查看下面表格就可以了。

• 圆括号（ () ）

• 自增运算符（ ++ ），⾃减运算符（ -- ）

• 单目运算符（ + 和 - ）

• 乘法（ * ），除法（ / ）

• 加法（ + ），减法（ - ）

• 关系运算符（ < 、 > 等）

• 赋值运算符（ = ）

由于圆括号的优先级最高，可以使用它改变其他运算符的优先级。

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

6. 表达式求值

6.1 整型提升

C语言中整型算术运算总是至少以缺省整型类型的精度来进行的。

为了获得这个精度，表达式中的字符和短整型操作数在使用之前被转换为普通整型，这种转换称为整型提升。

整型提升的意义：

表达式的整型运算要在CPU的相应运算器件内执行，CPU内整型运算器(ALU)的操作数的字节长度一般就是int的字节长度，同时也是CPU的通用寄存器的长度。

因此，即使两个char类型的相加，在CPU执⾏时实际上也要先转换为CPU内整型操作数的标准⻓度。

通用CPU（general-purpose CPU）是难以直接实现两个8比特字节直接相加运算（虽然机器指令中可能有这种字节相加指令）。所以，表达式中各种长度可能小于int长度的整型值，都必须先转换为int或unsigned int，然后才能送入CPU去执行运算。

//实例1
char a,b,c;
...
a = b + c;

b和c的值被提升为普通整型，然后再执行加法运算。

加法运算完成之后，结果将被截断，然后再存储于a中。

如何进行整体提升呢？

1. 有符号整数提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的

2. 无符号号整数提升，高位补0

//负数的整形提升char c1 = -1;变量c1的⼆进制位(补码)中只有8个⽐特位：1111111因为 char 为有符号的 char所以整形提升的时候，⾼位补充符号位，即为1提升之后的结果是：11111111111111111111111111111111//正数的整形提升char c2 = 1;变量c2的⼆进制位(补码)中只有8个⽐特位：00000001因为 char 为有符号的 char所以整形提升的时候，⾼位补充符号位，即为0提升之后的结果是：00000000000000000000000000000001
//⽆符号整形提升，⾼位补0

6.2 算术转换

如果某个操作符的各个操作数属于不同的类型，那么除⾮其中⼀个操作数的转换为另⼀个操作数的类型，否则操作就⽆法进⾏。下⾯的层次体系称为寻常算术转换。

long double
double
float
unsigned long int
long int
unsigned int
int

如果某个操作数的类型在上面这个列表中排名靠后，那么首先要转换为另外一个操作数的类型后执行运算。

6.3 问题表达式解析

6.3.1 表达式1

//表达式的求值部分由操作符的优先级决定。
//表达式1
a*b + c*d + e*f

表达式1在计算的时候，由于 * 比 + 的优先级高，只能保证， * 的计算是比 + 早，但是优先级并不能决定第三个 * 比第⼀个 + 早执行。

所以表达式的计算机顺序就可能是：

a*b
c*d
a*b + c*d
e*f
a*b + c*d + e*f

或者：

a*b
c*d
e*f
a*b + c*d
a*b + c*d + e*f

6.3.2 表达式2

//表达式2
c + --c;

同上，操作符的优先级只能决定自减 -- 的运算在 + 的运算的前面，但是我们并没有办法得知， + 操作符的左操作数的获取在右操作数之前还是之后求值，所以结果是不可预测的，是有歧义的。

6.3.3 表达式3

//表达式3
int main()
{int i = 10;i = i-- - --i * ( i = -3 ) * i++ + ++i;printf("i = %d\n", i);return 0;
}

表达式3在不同编译器中测试结果：非法表达式程序的结果

6.3.4 表达式4

#include <sdtio.h>
int fun()
{static int count = 1;return ++count;
}
int main()
{int answer;answer = fun() - fun() * fun();printf( "%d\n", answer);//输出多少？return 0;
}

这个代码有没有实际的问题？有问题！

虽然在大多数的编译器上求得结果都是相同的。

但是上述代码 answer = fun() - fun() * fun(); 中我们只能通过操作符的优先级得知：先算乘法，再算减法。

函数的调用先后顺序无法通过操作符的优先级确定。

6.3.5 表达式5

//表达式5
#include <stdio.h>
int main()
{int i = 1;int ret = (++i) + (++i) + (++i);printf("%d\n", ret);printf("%d\n", i);return 0;
}
//尝试在linux 环境gcc编译器，VS2013环境下都执⾏，看结果。

gcc编译器的执行结果：