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【小杨带你玩转C语言【初阶】|操作符知识你会了,那表达式求值呢()】大家好呀!我是小杨。小杨前面将C语言中的操作符这部分知识做了一个大总结,想必大家认真看后应该收获颇多吧。那么今天就对表达式求值这部分内容进行归纳一下,在方便自己复习的同时也能够帮助到大家。加油,追梦人!
文章目录
?表达式求值
?1,隐式类型转换
?2,算术转换
?3,操作符属性
?表达式求值
表达式求值的顺序一部分是由操作符的优先级和结合性决定。
同样,有些表达式的操作数在求值的过程中可能需要转换为其他类型。
?1,隐式类型转换
C的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长
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。
为了能够更好的理解其用法,小杨通过几个实例来进行讲解。
实例:
#include
int main()
{
char a = 5;
char b = -13;
char c = a + b;
printf("%d", c);
return 0;
}
CPU执行运算流程:
a和b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c中。
扩展:截断是把大类型的数据给小空间类型的数据赋值的时候,因为小类型空间不足,所以产生截断。
在这里,小杨先给大家扩展一个小知识:如何进行整体提升呢?
解答:整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的。
为了能够更好的理解整型提升是如何进行的,小杨举了下述整形提升的例子。
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
切记:无符号整形提升,高位补0知道了如何将char类型和short短整型类是如何进行整型提升的,那么回到之前最先那个实例,这个实例的程序输出结果是什么,大家应该都知道如何去运算也能求出正确的答案了吧。
通过打印输出实例结果:
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分析流程:
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通过上述流程得到的结果与程序代码打印出的结果相同,我们可以知道流程没有出错。
到这里,可能还有一些小伙伴还是对整型转换这个知识点不太理解,别急,小杨再举个实例。
实例2:
#include
int main()
{
char a = 0xb6;
short b = 0xb600;
int c = 0xb6000000;
if (a == 0xb6)
printf("a");
if (b == 0xb600)
printf("b");
if (c == 0xb6000000)
printf("c");
return 0;
}
小伙伴们,能够知道这个实例的输出结果吗?如果可以,说明你已经掌握了整型提升这个知识点;如果不可以也不要灰心,对这个知识点多看几遍就行,俗话说:孰能生巧,没有什么是一蹴而就的。
说明:其实这个实例不会很难,实例中的a,b要进行整形提升,但是c不需要整形提升,a,b整形提升之后,变成了负数,所以表达式 a==0xb6 , b==0xb600 的结果为假,但是c不发生整形提升,则表达式c==0xb6000000 的结果是真,所程序输出的结果是c。
实例输出结果:
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?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 多精度浮点类型或长精度浮点类型如果某个操作数的类型在上面这个列表中排名较低,那么首先要转换为另外一个操作数的类型后执行运算。
double 双精度浮点型
float 单精度浮点型
unsigned long int 无符号长整型
long int 长整型
unsigned int 无符号整型
int 整型
如果double双精度浮点型的数与int整型的数进行运算,要先把int型数据提升转换为double型数据,然后再执行相应的运算,运算完成之后,结果将被截断,然后再存储于c中。
#include
int main()
{
double a = 5.0;
int b = -13;
int c = a + b;
printf("%d", c);
return 0;
}
实例输出结果:
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警告:算术转换要合理,否则会出现一些潜在的风险。
实例:
#include
int main()
{
float f = 3.14;
int num = f;
//隐式转换,会有精度丢失
printf("%d", num);
return 0;
}
实例输出结果:
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最后,小杨在系统归纳一下算术转换:
算术转换,是两个不同类型数据运算的时候需要解释为相同类型进行计算。
比如有符号和无符号,会把有符号的数据当做无符号参与运算,-1会被解释成为很大的一个数字, 还有整形和浮点型会解释成为浮点型之后参与运算。
换而言之,我们也可以这样理解,算术转换就是编译器做的特殊处理而已,知道有符号和无符号运算转成无符号参与,整形与浮点,会转成浮点参与运算就行。
具体情况具体分析,空说其实没有太大意义,先了解这些功能就行。
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?3,操作符属性
复杂表达式的求值有三个影响的因素。
1. 操作符的优先级
2. 操作符的结合性
3. 是否控制求值顺序。
两个相邻的操作符先执行哪个?
取决于他们的优先级。如果两者的优先级相同,取决于他们的结合性。
各操作符的相关性质如下表所示:
操作符 | 描述 | 用法示例 | 结果类型 | 结合性 | 是否控制求值顺序 |
---|---|---|---|---|---|
() | 聚组 | (表达式) | 与表达式同 | N/A | 否 |
() | 函数调用 | rexp(rexp,…,rexp) | rexp | L-R | 否 |
[ ] | 下标引用 | rexp[rexp] | lexp | L-R | 否 |
. | 访问结构成员 | lexp.member_name | lexp | L-R | 否 |
-> | 访问结构指针成员 | rexp->member_name | lexp | L-R | 否 |
++ | 后缀自增 | lexp ++ | rexp | L-R | 否 |
– | 后缀自减 | lexp – | rexp | L-R | 否 |
! | 逻辑反 | ! rexp | rexp | R-L | 否 |
~ | 按位取反 | ~ rexp | rexp | R-L | 否 |
+ | 单目,表示正值 | + rexp | rexp | R-L | 否 |
- | 单目,表示负值 | - rexp | rexp | R-L | 否 |
++ | 前缀自增 | ++ lexp | rexp | R-L | 否 |
– | 前缀自减 | – lexp | rexp | R-L | 否 |
* | 间接访问 | * rexp | lexp | R-L | 否 |
& | 取地址 | & lexp | rexp | R-L | 否 |
sizeof | 取其长度,以字节表示sizeof rexp | sizeof(类型) | rexp | R-L | 否 |
(类型) | 类型转换 | (类型) rexp | rexp | R-L | 否 |
* | 乘法 | rexp * rexp | rexp | L-R | 否 |
/ | 除法 | rexp / rexp | rexp | L-R | 否 |
% | 整数取余 | rexp % | rexp | L-R | 否 |
+ | 加法 | rexp + rexp | rexp | L-R | 否 |
- | 减法 | rexp - rexp | rexp | L-R | 否 |
<< | 左移位 | rexp << rexp | rexp | L-R | 否 |
>> | 右移位 | rexp >> rexp | rexp | L-R | 否 |
> | 大于 | rexp > rexp | rexp | L-R | 否 |
>= | 大于等于 | rexp >= rexp | rexp | L-R | 否 |
< | 小于 | rexp < rexp | rexp | L-R | 否 |
<= | 小于等于 | rexp <= rexp | rexp | L-R | 否 |
== | 等于 | rexp == rexp | rexp | L-R | 否 |
!= | 不等于 | rexp != rexp | rexp | L-R | 否 |
& | 位与 | rexp & rexp | rexp | L-R | 否 |
^ | 位异或 | rexp ^ rexp | rexp | L-R | 否 |
| | 位或 | rexp| rexp | rexp | L-R | 否 |
&& | 逻辑与 | rexp && rexp | rexp | L-R | 是 |
|| | 逻辑或 | rexp || rexp | rexp | L-R | 是 |
? : | 条件操作符 | rexp ? rexp : rexp | rexp | N/A | 是 |
= | 赋值 | lexp = rexp | rexp | R-L | 否 |
+= | 以…加 | lexp += rexp | rexp | R-L | 否 |
-= | 以…减 | lexp -= rexp | rexp | R-L | 否 |
*= | 以…乘 | lexp *= rexp | rexp | R-L | 否 |
/= | 以…除 | lexp /= rexp | rexp | R-L | 否 |
%= | 以…取模 | lexp %= rexp | rexp | R-L | 否 |
<<= | 以…左移 | lexp <<= rexp | rexp | R-L | 否 |
>>= | 以…右移 | lexp >>= rexp | rexp | R-L | 否 |
&= | 以…与 | &= rexp | rexp | R-L | 否 |
^= | 以…异或 | lexp ^= rexp | rexp | R-L | 否 |
|= | 以…或 | lexp | = rexp | rexp | R-L | 否 |
, | 逗号 | rexp,rexp | rexp | L-R | 是 |
小杨在这里提醒一下:这个详细记录各操作符的性质的表不需要刻意地去被背诵,只需要掌握一些常见的操作符用法就可以了,了解个大概即可。
由此返回目录结语
小伙伴们,当你学到这里的时候,你们应该对表达式求值部分的内容已经有了全新的认识吧!后续小杨会给大家总结其他的内容,不断更新优质的内容来帮助大家,一起进步。加油,追梦人!让我们一起拥抱美好明天!
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