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【笔记ing】C语言补充、组成原理数据表示与汇编实战、操作系统文件实战（高级阶段）

news 2025/2/22 12:17:21

【第19节 C语言语法进阶】

【19.1 条件运算符与逗号运算符】

1 条件运算符

条件运算符是C语言中唯一的一种三亩运算符。三目运算符代表有三个操作数；双目运算符代表有两个操作数，如逻辑运算符就是双目运算符；弹幕运算符代表有一个操作数，如逻辑非就是单目运算符。运算符也称操作符。三目运算符通过判断问号之前的表示的真假，来确定整体表达式的值，如下例所示，如果a>b为真，那么三目表达式整体的值为a，所以max的值等于a，如果a>b为假，那么三目表达式整体的值为b，所以max的值等于b。

#include <stdio.h>int main(){int a,b,max;while(scanf("%d%d",&a,&b)){max = a > b ? a : b;printf("max = %d\n",max);}return 0;
}

2 逗号运算符

逗号运算符的优先级最低，逗号表达式的整体值是最后一个表达式的值。

#include <stdio.h>
int main(){int i,j;i = 10;j = 1;if(i,--j){  // 不会进入if，逗号表达式整体的值是最后一个表达式的值，  j是-1printf("condition value is:j = %d,if excute\n",j);}if(i,++j){  // 进入if，逗号表达式整体的值是最后一个表达式的值，  j是0printf("condition value is:j = %d,if excute\n",j);}for (i = 0,j = 1; i < 10; i++) {  // 逗号表达式的常见场景，for的表达式1初始化多个变量用的较多}return 0;
}

【19.1 题】

1、条件运算符是C语言唯一的三目运算符，优先级高于赋值运算符。

2、max=a>b?a:b;通过这种方式max可以获取a和b中较大的那个数。

3、逗号运算符的优先级低于赋值运算符，逗号表达式的整体值是最后一个表达式的值。

【19.2 自增自减运算符】

1 自增自减运算符

自增、自减运算符和其他运算符有很大区别，因为其他运算符除赋值运算可以改变变量本身的值外，不会有这种效果。自增、自减就是对变量自身进行加1、减1操作，那么有了加法和减法运算符为啥还要发明这种运算符呢？原因是自增自减来源于B语言，当时ken thompson和dennis M.ritchie（C语言的发明者）为了不改变程序员的编写习惯，在C语言中保留了B语言的自增和自减。因为自增、自减会改变变量的值，所以自增和自减不能用于常量。

下例中的j=i++>-1，对于后++或者后--，需要去掉++或--运算符，也就是首先计算j=j>-1，因为i本身等于-1，所以得到j的值为0，接着单独计算i++，也就是对i加1，所以i从-1加1得到0，因此printf("i=%d,j=%d",i,j);语句的执行结果是0和0。

#include <stdio.h>
int main(){int i,j;i = -1;
//    5++;  // 编译不通，自增自减不能用于常量j = i++ > 1;  // j = i > 1;i++;printf("i = %d,j = %d",i,j);  // i = 0,j = 0return 0;
}

2 自增自减运算符与取值运算符

只有比后增优先级高的操作，才会走位一个整体，如()、[]

#include <stdio.h>
int main(){int a[3] = {2,7,8};int *p;int j;p = a;j = *p++;  // 先把*p的值赋给j，然后对p加1，j = a[0],p = a[1]printf("a[0] = %d,j = %d,*p = %d\n",a[0],j,*p);  // 2，2，7j = p[0]++;  // 先把p[0]的值赋给j，然后对p[0]加1,j = a[1],p = a[2]printf("a[0] = %d,j = %d,*p = %d\n",a[0],j,*p);  // 2，7，8return 0;
}

【19.2 题】

1、a=10，执行b=a++；后，a的值是11，b的值是10。

2、a=10，执行b=a--；后，a的值是9，b的值是10.

3、int a[3] = {2,7,8};int *p = a;执行了j = *p++;后，p指向元素a[1].整型指针变量加1，偏移4个字节，因此指向a[1]。

【19.3 位运算符】

1 位运算符

位运算符<<、>>、～、|、^、&依次是左移、右移、按位取反、按位或、按位异或、按位与。

位运算符只能用于对整型数据进行操作。

左移：高位丢弃，低位补0，相当于乘以2，一半申请内存时会用左移，例如要申请1GB大小的空间，可以使用malloc(1<<30)。

右移：低位丢弃，整数的高位补0（无符号数认为是正数），负数的高位补1，相当于除以2，移位比乘法和除法的效率要高，负数右移，对偶数来说是除以2，但对奇数来说是先减1后除以2。例如，-8>>1，得到的是-4，但-7>>1得到的并不是-3而是-4。另外，对于-1来说，无论右移多少位，值永远为-1.

C语言的左移和右移相当于是算数左移与算数右移。考研中的逻辑左移与右移，左移和右移空位都补0.

异或：相同的数进行异或时，结果为0，任何数和0异或的结果是其本身。

按位取反：数位上的数是1变为0，0变为1.

按位与和按位或：用两个数的每一位进行与和或。

// bit operator
#include <stdio.h>
int main(){short i = 5;short j;j = i << 1;  // j = i*2 = 10,i = 5printf("j = %d\n",j);  // j = 10j = i >> 1;  // j = i/2 = 2,i = 5printf("j = %d\n",j);  // j = 2i = 0x8011;  // 1000 0000 0001 0001unsigned short s = 0x8011;  // 1000 0000 0001 0001unsigned short r = 0;j = i >> 1;  //  i >> 1 = 11000 0000 0001 000 = 1100 0000 0000 1000 = A008r = s >> 1;  // s >> 1 = 01000 0000 0001 000 = 0100 0000 0000 1000 = 4008printf("j = %d,r = %d\n",j,r);i = 5,j = 7;  // 5 = 0000 0101，7 = 0000 0111printf("i & j = %d\n",i & j);  // 0000 0101 = 5printf("i | j = %d\n",i | j);  // 0000 0111 = 7printf("i ^ j = %d\n",i ^ j);  // 0000 0010 = 2printf("~i =  %d\n",~i);  // 按位取反的结果是负数，该负数是原数的补码，需要将补码转换成原数，原数是按位取反加1，再加上负号。return 0;
}

2 异或运算符示例解析

异或运算符有两个特性，一是任何数和零异或得到的是自身，两个相等的数异或得到的是零，通过这两个特性，可以在一堆数中找出出现1次的那个数，其他数是出现2次。异或满足交换律。

#include <stdio.h>// XOR Exclusive OR
int main(){int arr[5] = {8,5,3,5,8};int result = 0;  // 任何数和0异或都是自身for (int i = 0; i < 5; ++i) {result ^= arr[i];  // 两个相等的数异或得到的是零，异或满足交换律}printf("result = %d\n",result);return 0;
}

【19.3 题】

1、5&7得到的值是5. // 0000 0101 & 0000 0111 = 0000 0101 = 5

2、5<<1得到的值是10，-7>>1得到的值是-4. // 5左移1位=5*2=10，-7右移1位=（-7-1）/2=-4

3、5^5得到的值是0，7^0得到的值是7. // 数和本身异或结果都为0，相同的数异或结果为0；数和0异或结果都为数本身。

【19.4 switch do-while】

1 switch选择语句讲解

判断一个变量可以等于几个值或几十个值时，使用if和else if语句会导致else if分支非常多，这时可以考虑使用switch语句，switch语句的语法格式如下：

switch(表达式)
{case 常量表达式1:语句1case 常量表达式2:语句2...case 常量表达式n:语句ndefault:语句n+1
}

使用switch语句的例子。输入一个年份和月份，然后打印队医你给月份的天数，如输入一个闰年和2月，则输出为29天。具体代码如下所示，switch语句中case后面的常量表达式的值不是按照1到12的顺序排列的。switch语句匹配并不需要常量表达式的值有序排列，输入值等于哪个常量表达式的值，就执行其后的语句，每条语句后面需要加上break语句，代表匹配成功一个常量表达式时就不再匹配并跳出switch语句。

【例1】switch语句的使用。

#include <stdio.h>// switch
int main(){int year,month;while(scanf("%d%d",&year,&month)){switch (month) {case 1:printf("year = %d,month = %d,have 31 days\n",year,month);break;case 2:printf("year = %d,month = %d,have %d days\n",year,month,28+(year%400==0 || year%100!=0 && year%4==0));break;case 3:printf("year = %d,month = %d,have 31 days\n",year,month);break;case 4:printf("year = %d,month = %d,have 30 days\n",year,month);break;case 5:printf("year = %d,month = %d,have 31 days\n",year,month);break;case 6:printf("year = %d,month = %d,have 30 days\n",year,month);break;case 7:printf("year = %d,month = %d,have 31 days\n",year,month);break;case 8:printf("year = %d,month = %d,have 31 days\n",year,month);break;case 9:printf("year = %d,month = %d,have 30 days\n",year,month);break;case 10:printf("year = %d,month = %d,have 31 days\n",year,month);break;case 11:printf("year = %d,month = %d,have 30 days\n",year,month);break;case 12:printf("year = %d,month = %d,have 31 days\n",year,month);break;default:printf("invalid month\n");}}return 0;
}

如果一个case语句后面没有break语句，那么程序会继续匹配下面的case常量表达式。代码优化。原理是只要匹配到1、3、5、7、8、10、12中的任何一个，就不再拿month与case后的常量表达式的值进行比较，而执行语句printf，完毕后执行break语句跳出switch语句，switch语句最后加入default的目的是，在所有case后的常量表达式的值都未匹配时，打印输出错误标志或着一些提醒。

【例2】日期示例改进。

#include <stdio.h>// switch
int main(){int year,month;while(scanf("%d%d",&year,&month)){switch (month) {case 1:case 3:case 5:case 7:case 8:case 10:case 12:printf("year = %d,month = %d,have 31 days\n",year,month);break;case 4:case 6:case 9:case 11:printf("year = %d,month = %d,have 30 days\n",year,month);break;case 2:printf("year = %d,month = %d,have %d days\n",year,month,28+(year%400==0 || year%100!=0 && year%4==0));break;default:printf("invalid month\n");}}return 0;
}

2 do while循环讲解

do while语句的特点是：先执行循环体，后判断循环条件是否成立。其一般形式为

do{循环体语句；
}while(表达式);

执行过程如下：首先执行一次指定的循环语句，然后判断表达式，当表达式的值为非零（真）时，返回重新执行循环体语句，如此反复，直到表达式的值等于0为止。例3是使用do while语句计算1到100之间所有整数之和的例子，do while语句与while语句的差别是，do while语句第一次执行循环体内语句之前不会判断表达式的值，也就是如果i的初值为101，那么依然会进入循环体。实际情况中do while语句应用较少。

【例3】do while语句计算1到100之间的所有整数之和

#include <stdio.h>// do while
int main(){int i = 0,sum=0;do{sum += i;} while (++i <=100);printf("%d\n",sum);i = 0,sum=0;do{sum = sum + i;i++;} while (i <=100);printf("%d\n",sum);i = 101,sum=0;do{sum = sum + i;i++;} while (i <=100);  // 循环体总是会先执行一次printf("%d\n",sum);return 0;
}