• C语言中的操作符(万字详解)


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    【前言】

    • 操作符的种类比较多,也是我们在敲代码过程中很常用的知识点,里面有很多重点内容和易错的地方,所以还请大家要十分专注,不要遗漏任何一处!
    • 希望通过这篇博客,你能够有所收获,能够得到进一步的提升,这才是最主要的!下面让我们来一起看一看吧。😉

    一、算术操作符()

     +    -    *    /    %
    加   减   乘   除   余
    
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    这里重点介绍 / 和 %

    1.除号 /

    对于 / 操作符如果两个操作数都为整数,执行整数除法。而只要有浮点数执行的就是浮点数除法。

    代码示例:

    #include
    int main()
    {
    	int m = 7 / 2;
    	double n = 7.0 / 2.0;
    	printf("m=%d\n", m);
    	printf("n=%lf\n", n);
    	return 0;
    }
    
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    代码结果:

    m=3
    n=3.500000
    
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    2.取余 %

    • % 操作符的两个操作数必须为整数。返回的是整除之后的余数。
    • 除了 % 操作符之外,其他的几个操作符可以作用于整数和浮点数。

    代码示例:

    #include
    int main()
    {
    	int m = 7 % 2;
    	printf("m=%d",m);
    	return 0;
    }
    
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    运行结果:

    m=1
    
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    二、移位操作符

    左移操作符:<<
    右移操作符:>>

    注:

    • 移位操作符的操作数只能是整数。
    • 对于移位操作符,不要移动负数位,这个是标准为定义的

    代码示例:

    int a = 10;
    int b = a >> -2;//error
    
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    那移位操作符怎么移位的呢

    其实"位"是指二进制位,所以移位操作符是指移动一个数的二进制位.

    说到二进制数,就不得不提到三种表示形式:原码、补码、反码

    那原码、补码、反码的二进制表示形式是什么呢?

    首先,无论是原码反码还是补码,它们都是由符号位和数值位组成的,一般将最高位作为符号位,用‘0’表示正数,‘1’表示负数。

    1.原码

    正数

    5
    二进制表示:00000101
    原码:00000000 00000000 00000000 00000101
    
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    负数

    -5
    二进制表示:10000101
    原码:10000000 00000000 00000000 00000101
    
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    2.反码

    正数的反码和原码相等

    负数:原码除符号位全部变成相反数(0-1)

    -5
    反码11111111 11111111 11111111 11111010
    
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    3.补码

    正数的原码、反码、补码相等

    负数在反码的基础上加1

    -5
    补码:11111111 11111111 11111111 11111011
    
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    4.左移操作符

    移位规则:
    左边抛弃、右边补0

    正数

    代码示例:

    #include
    int main()
    {
    	int m = 10;
    	//原码:00000000 00000000 00000000 00001010
    	int n = m << 1;
    	printf("n=%d",n);
    	return 0;
    }
    
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    代码结果:

    n=20
    
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    结果分析:

           原码:  00000000000000000000000000001010
    移动后的补码:  00000000000000000000000000000101                   0
    
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    如图所示,m向左偏移1位相当于其原码向左移动一位,移出去的0去掉,在右边补上个0,因为正数的原码、反码、补码相同,所以移位后的补码为0000 0000 00000000 00000000 00010100
    化为十进制数为20

    负数

    代码示例:

    #include
    int main()
    {
    	int m = -10;
    	//原码:10000000 00000000 00000000 00001010
    	int n = m << 1;
    	printf("n=%d",n);
    	return 0;
    }
    
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    代码结果:

    n=-20
    
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    结果分析:

              原码:10000000000000000000000000001010
              反码:11111111111111111111111111110101
              补码:11111111111111111111111111110110
      移动后的补码: 11111111111111111111111111110110               0
              反码:11111111111111111111111111111011
              原码:10000000000000000000000000000100
    
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    如图所示,m向左偏移1位相当于其原码向左移动一位,移出去的1去掉,在右边补上个0,算得移动后的原码为10000000000000000000000000000100
    化为10进制数是**-20**

    5.右移操作符

    移位规则:

    首先右移运算分两种:
    1. 逻辑移位
    左边用0填充,右边丢弃
    2. 算术移位(常用)
    左边用原该值的符号位填充,右边丢弃

    正数
    逻辑移位

    代码示例:

    #include
    int main()
    {
    	int m = 10;
    	//原码:00000000 00000000 00000000 00001010
    	int n = m >> 1;
    	printf("n=%d",n);
    	return 0;
    }
    
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    代码结果:

    n=5
    
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    结果分析:

           10原码:00000000000000000000000000001010
    移动后的补码:  00000000000000000000000000000101     0
    
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    如图所示,m向右偏移1位相当于其原码向右移动一位,移出去的0去掉,在左边补上个0,因为正数的原码、反码、补码相同,所以移动后的原码为:00000000000000000000000000000101
    化为10进制数是5

    算术移位

    代码示例:

    #include
    int main()
    {
    	int m = 10;
    	//原码:00000000 00000000 00000000 00001010
    	int n = m >> 1;
    	printf("n=%d",n);
    	return 0;
    }
    
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    n=5
    
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    结果分析:

           10原码:00000000000000000000000000001010
    移动后的补码:  00000000000000000000000000000101     0
    
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    如图所示,m向右偏移1位相当于其原码向右移动一位,移出去的0去掉,在左边补上个0,因为正数的原码、反码、补码相同,所以移动后的原码为:00000000000000000000000000000101
    化为10进制数是5

    总结:正数的逻辑移位和算术移位的结果相等

    负数
    逻辑移位

    代码示例:

    #include
    int main()
    {
    	int m = -10;
    	//原码:10000000 00000000 00000000 00001010
    	int n = m >> 1;
    	printf("n=%d", n);
    	return 0;
    }
    
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    代码结果:

    n=5
    
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    结果分析:

           -10原码:10000000000000000000000000001010
              反码:11111111111111111111111111110101
              补码:11111111111111111111111111110110
      移动后的补码: 01111111111111111111111111111011    0
              反码:01111111111111111111111111111010
              原码:00000000000000000000000000000101
    
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    如图所示,m向右偏移1位相当于其原码右移动一位,移出去的0去掉,在左边边补上个0,算得移动后的原码为00000000000000000000000000000101
    化为10进制数是5

    算术移位

    代码示例:

    #include
    int main()
    {
    	int m = -10;
    	//原码:10000000 00000000 00000000 00001010
    	int n = m >> 1;
    	printf("n=%d", n);
    	return 0;
    }
    
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    代码结果:

    n=-5
    
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    结果分析:

           -10原码:10000000000000000000000000001010
              反码:11111111111111111111111111110101
              补码:11111111111111111111111111110110
      移动后的补码: 11111111111111111111111111111011    0    
              反码:11111111111111111111111111111010
              原码:10000000000000000000000000000101
    
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    如图所示,m向右偏移1位相当于其原码右移动一位,移出去的0去掉,在左边边补上个1,算得移动后的原码为10000000000000000000000000000101
    化为10进制数是**-5**

    总结:负数的逻辑移位和算术移位的结果互为相反数

    综上所述:
    算术右移:左边用原该值的符号位填充
    逻辑右移:左边补0
    左移操作符不存在逻辑移位
    VS2019编译环境下支持算术移位

    三、位操作符

    位操作符有:

    &  //按位与
    |  //按位或
    ^  //按位异或
    
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    注!!!
    他们的操作数必须是整数
    同样这里的位也是指二进制位.

    1.按位与操作符:&

    按位与操作符的计算方法:

    1. 只有两边的操作数都为真的时候才为真,否则都为假.
    2. 即二进制对应的位置都为1时取1,否则都为0

    正数

    代码示例:

    #include 
    int main()
    {
    	int num1 = 1;
    	int num2 = 2;
    	int num3 = num1 & num2;
    	printf("num3=%d",num3);
    	return 0;
    }
    
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    代码结果:

    num3=0
    
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    结果分析:

      1补码:00000000000000000000000000000001
      2补码:00000000000000000000000000000010
    1&2补码:00000000000000000000000000000000 //0
    
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    2.按位或操作符:|

    按位或操作符的计算方法:
    只要一边为真则为真。
    即二进制对应的位置有1时取1,否则为0。

    代码示例:

    #include 
    int main()
    {
    	int num1 = 1;
    	int num2 = 2;
    	int num3 = num1 | num2;
    	printf("num3=%d",num3);
    	return 0;
    }
    
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    代码结果:

    num3=3
    
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    结果分析:

      1补码:00000000000000000000000000000001
      2补码:00000000000000000000000000000010
    1|2补码:00000000000000000000000000000011//3
    
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    3.按位异或操作符:^

    按位或操作符的计算方法:
    相同为假,相异为真。
    即二进制对应位置相同则取0;反之,则为1。

    代码示例:

    #include 
    int main()
    {
    	int num1 = 1;
    	int num2 = 2;
    	int num3 = num1 ^ num2;
    	printf("num3=%d",num3);
    	return 0;
    }
    
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    代码结果:

    num3=3
    
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    结果分析:

      1补码:00000000000000000000000000000001
      2补码:00000000000000000000000000000010
    1|2补码:00000000000000000000000000000011//3
    
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    按位异或操作符推广:实现两个数的交换。(不能创建临时变量)

    代码示例:

    #include 
    int main()
    {
    	int a = 10;
    	int b = 20;
    	a = a^b;//10^20
    	b = a^b;//10^20^20=10^0=10
    	a = a^b;//10^20^10=10^10^20=0^20=20
    	printf("a = %d b = %d\n", a, b);
    	return 0;
    }
    
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    代码结果:

    a=20 b=10
    
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    小结:
    异或操作符满足交换律

    四、赋值操作符

    赋值操作符是一个很棒的操作符,他可以让你得到一个你之前不满意的值。也就是你可以给自己重新赋值。

    代码示例:

    int weight = 120;
    weight = 89;//不满意就赋值
    double salary = 10000.0;
    salary = 20000.0;//使用赋值操作符赋值。
    
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    这里需要注意的是

    1.连续赋值容易使人误解,建议分开赋值

    代码示例:

    int a = 10;
    int x = 0;
    int y = 20;
    a = x = y+1;//连续赋值
    
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    这样的代码感觉怎么样?

    那同样的语义,你看看:

    x = y+1;
    a = x;
    
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    这样的写法是不是更加清晰爽朗而且易于调试。

    2.复合赋值符

    代码示例:

    #include 
    int main()
    {
    	int a = 2, b = 3;
    	a += b;//a=a+b
    	a -= b;//a=a-b
    	a *= b;//a=a*b
    	a /= b;//a=a/b
    	a %= b;//a=a%b
    	a >>= b;//a=a>>b
    	a <<= b;//a=a<
    	a &= b;//a=a&b
    	a |= b;//a=a|b
    	a ^= b;//a=a^b
    	return 0;
    }
    
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    五、单目操作符

    1.单目操作符介绍

    !           逻辑反操作
    -           负值
    +           正值
    &           取地址
    sizeof      操作数的类型长度(以字节为单位)
    ~           对一个数的二进制按位取反
    --          前置、后置--
    ++          前置、后置++
    *           间接访问操作符(解引用操作符)
    (类型)       强制类型转换
    
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    1.1逻辑反操作:!

    将逻辑结果取反,即真的变为假的,假的变为真的
    在c语言中,0为假,非0为真

    代码示例:

    #include 
    int main()
    {
    	int a = 1;
    	int b = 0;
    	printf("a=%d\n", !a);//0
    	printf("b=%d", !b);//1
    	return 0;
    }
    
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    2.2取地址:&

    用于得到变量,数组等的地址
    在C语言中,变量,常量字符串,数组,结构体包括指针等在内存中都是有地址的,需要在内存中分配一块空间来存储这些值,而内存的编号就是内存地址
    但是字面常量(如常数 6)在内存中是没有地址的,因为它本身并不需要在保存下来

    代码示例:

    #include 
    int main()
    {
    	int a = 1;
    	printf("%p",&a);
    	return 0;
    }
    
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    代码结果:

    0133F800
    
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    结果分析:

    确实是取地址

    1.3操作数的类型长度(以字节为单位):sizeof

    sizeof()用于计算操作数所占空间大小,单位是字节,可以以类型、指针、数组和函数等作为参数。
    返回值类型为unsigned int

    代码示例:

    #include 
    void test1(int arr[])
    {
    	printf("%d\n", sizeof(arr));//(2)
    }
    void test2(char ch[])
    {
    	printf("%d\n", sizeof(ch));//(4)
    }
    int main()
    {
    	int arr[10] = { 0 };
    	char ch[10] = { 0 };
    	printf("%d\n", sizeof(arr));//(1)
    	printf("%d\n", sizeof(ch));//(3)
    	test1(arr);
    	test2(ch);
    	return 0;
    }
    
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    结果分析:

    我们知道,在数据类型篇已经了解c语言中各数据类型占用多少字节.
    所以当sizeof(数组名)操作符在计算不同类型的数组的时候.得到的结果不同,为相应数组中元素总>和所占用的字节数.
    当我们在数组传参时,传的是数组首元素的地址,而计算地址的大小只有两种结果

    总结:
    数组名一般表示的是数组首元素的地址,但有两个情况是例外的!
    1.sizeof(数组名)——这里数组名表示的是整个数组,用于计算整个数组所占空间的大小
    2.&数组名-----这里的数组名表示的是整个数组,即这里取的是整个数组的地址
    数组+1:

    1.4按位取反:~

    代码示例:

    #include 
    int main()
    {
    	int a = 7;
    	printf("~a=%d", ~7);
    	return 0;
    }
    
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    代码结果:

    ~a=-8
    
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    结果分析:

     7补码:00000000000000000000000000000111
    ~7补码:11111111111111111111111111111000
    ~7反码:11111111111111111111111111110111
    ~7原码:10000000000000000000000000001000//-8
    
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    1.5前置、后置++

    代码示例:

    #include 
    int main()
    {
    	int a = 10;
    	int b = 10;
    	int x = ++a;//先对a进行自增,再使用a
    	int y = b++;//先使用b,再对b进行自增
    	printf("x=%d y=%d",x,y);
    	return 0;
    }
    
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    代码结果:

    x=11 y=10
    
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    1.6前置、后置–

    代码示例:

    #include 
    int main()
    {
    	int a = 10;
    	int b = 10;
    	int x = --a;//先对a进行自减,再使用a
    	int y = b--;//先使用b,再对b进行自减
    	printf("x=%d y=%d",x,y);
    	return 0;
    }
    
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    代码结果:

    x=9 y=10
    
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    六、关系操作符

    >
    >=
    <
    <=
    !=    用于测试“不相等”
    ==    用于测试“相等”
    
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    这些关系运算符比较简单,没什么可讲的,但是我们要注意一些运算符使用时候的陷阱。
    警告:
    在编程的过程中== 和=不小心写错,导致的错误。

    七、逻辑操作符

    &&       逻辑与
    ||       逻辑或
    
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    它们分别为两个按位与(&)和两个按位或(|)组成,它们的效果是一样的,但它们的作用对象不同:

    • &&(逻辑与):表示操作符两边的操作符都为’真’是才为’真’,否则都为’假’
    • | | (逻辑或):只要有一个为’真’,则为’真’,否则都为’假’
    • 并不是对二进制位进行运算.

    区分逻辑与和按位与
    区分逻辑或和按位或

    代码示例:

    #include
    int main()
    {
    	int a = 1&2;//0
    	int b = 1&&2;//1
    	int c = 1|2;//3
        int d = 1||2;//1
    	return 0;
    }
    
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    重点来了!!!

    一道360笔试题:

    1#include 
    int main()
    {
      int i = 0,a=0,b=2,c =3,d=4;
      i = a++ && ++b && d++;
      printf("a = %d\n b = %d\n c = %d\n d = %d\n i=%d", a, b, c, d,i);
      return 0;
    }2#include 
    int main()
    {
      int i = 0,a=0,b=2,c =3,d=4;
      i = a++||++b||d++;
      printf("a = %d\n b = %d\n c = %d\n d = %d\n i=%d", a, b, c, d,i);
      return 0;
    }
    
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    代码结果:

    1:
    a=1
    b=2
    c=3
    d=4
    i=02:
    a=1
    b=3
    c=3
    d=4
    i=1
    
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    结果分析:

    例1

    • a++是后置++,所以表达式a++在使用时是0,故表达式左边结果为假
    • 即整个a++ && ++b && d++;语句为假,不执行后面的++b和d++操作
    • 最后:a自增1(后置++),故结果为,a+1=1,b,c,d值不变

    例2

    • 同样a++是后置++,所以表达式a++在使用时是0,故表达式左边结果为假
    • 但是逻辑与会继续执行表达式++b,则表达式++b的结果为真,则整个表达式
    • a++||++b||d++;的结果为真,并不会继续执行d++
    • 最终:a+1,b+1,d和c不变

    八、条件操作符(三目操作符)

    exp1 ? exp2 : exp3

    当我们要输出两个数的较大数时,通常使用if语句完成:

    #include 
    int main()
    {
    	int a = 0, b = 0;
    	scanf("%d %d", &a, &b);
    	if (a > b)
    	{
    		printf("%d", a);
    	}
    	else printf("%d", b);
    	return 0;
    }
    
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    其实我们可以转换为较为简单的写法,条件表达式写法:

    #include 
    int main()
    {
    	int a = 0, b = 0;
    	scanf("%d %d", &a, &b);
    	a > b ? printf("%d", a) : printf("%d", b);
    	return 0;
    }
    
    
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    九、逗号表达式

    exp1, exp2, exp3, …expN

    1.逗号表达式,就是用逗号隔开的多个表达式。

    2.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。

    代码示例:

    #include
    {
    	int a = 1;
        int b = 2;
    	int c = (a>b, a=b+10, a, b=a+1);
    	printf("c=%d",c)
    	return 0;
    }
    
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    代码结果:

    c=13
    
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    灵活运用逗号表达式
    逗号表达式实际使用时的妙处:

    #include 
    int main()
    {
    	int a = 3, b = 5, c = 0;
    	b=dispose1(a);//函数处理1
    	c=dispose2(b);//函数处理2
    	while (c > 0)
    	{
    			//这里是一段业务处理
    		b = dispose1(a);//函数处理1
    		c = dispose2(b);//函数处理2
    	}
    	return 0;
    }
    
    
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    改为逗号表达式之后:

    #include 
    int main()
    {
    	int a = 3, b = 5, c = 0;
    	while (b = dispose1(a), c = dispose2(b),c > 0)
    	{
    		//这里是一段业务处理
    	}
    	return 0;
    }
    
    
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    十、下标引用、函数调用和结构成员

    1. [ ] 下标引用操作符

    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
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    2. ( ) 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。

    代码示例:

    #include 
    void test1()
    {
    	printf("hehe\n");
    }
    void test2(const char *str)
    {
    	printf("%s\n", str);
    }
    int main()
    {
    	test1();//实用()作为函数调用操作符。
    	test2("hello bit.");//实用()作为函数调用操作符。
    return 0;
    }
    
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    3. 访问一个结构的成员

    .  结构体.成员名
    -> 结构体指针->成员名
    
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    代码示例:

    #include 
    struct Stu
    {
    	char name[10];
    	int age;
    	char sex[5];
    	double score;
    }void set_age1(struct Stu stu)
    {
    	stu.age = 18;
    }
    void set_age2(struct Stu* pStu)
    {
    	pStu->age = 18;//结构成员访问
    }
    int main()
    {
    	struct Stu stu;
    	struct Stu* pStu = &stu;//结构成员访问
    	stu.age = 20;//结构成员访问
    	set_age1(stu);
    	pStu->age = 20;//结构成员访问
    	set_age2(pStu);
    	return 0;
    }
    
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    【最后】

    有关操作符还有最后一个隐式类型转换,因为这部分知识点还是比较重要的,所以我们留到下一篇文章仔细讲解,大家可以订阅我的专栏,这样大家就可以第一时间收到我发的文章啦!

    好了,c语言中,有关操作符的知识就讲到这里了,希望对大家有所帮助!🎉

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/m0_68662723/article/details/131997692