C语言：操作符详解1

一.操作符的分类

算术操作符：+、-、* 、 /、%
移位操作符：<<   >>
位操作符：&   |    ^
赋值操作符：= 、+=、-=、*=、/=、%=、<<=、>>=、&=、|=、^=
单目操作符：!、++、--、&、*、+、-、~、sizeof、（类型）
关系操作符：>、>=、<、<= 、== 、!=
逻辑操作符：&&、|| 
条件操作符：? ：
逗号表达式：，
下标引用：[]
函数调用：()
结构成员访问：、. ->
上述的操作符，我们之前已经讲过算术操作符、赋值操作符、逻辑操作符、条件操作符和部分的单目操作符，今天继续介绍一部分，操作符中有一些操作符和二进制有关系，我们先铺垫一下二进制的和进制转换的知识。

二.二进制和进制转换

其实我们经常能听到 2进制、8进制、10进制、16进制 这样的讲法，那是什么意思呢？其实2进制、8进制、10进制、16进制是数值的不同表示形式而已。比如：数值15的各种进制的表示形式：

15的2进制：1111
15的8进制：17
15的10进制：15
15的16进制：F
16进制的数值之前写：0x
8进制的数值之前写:0

我们来写代码看一看:

我们重点介绍一下二进制：

首先我们还是得从10进制讲起，其实10进制是我们生活中经常使用的，我们已经形成了很多常识：

10进制中满10进1
10进制的数字每一位都是0~9的数字组成
其实二进制也是一样的
2进制中满2进1
2进制的数字每一位都是0~1的数字组成
那么 1101就是二进制的数字了。

1.二进制转10进制

其实10进制的123表示的值是一百二十三，为什么是这个值呢？其实10进制的每一位是有权重的，10进制的数字从右向左是个位、十位、百位……，分别每一位的权重是10,101,102…

如下图：

2进制和10进制是类似的，只不过2进制的每一位的权重，从右向左是：2,21,22…
T如果是2进制的1101，该怎么理解呢？

2.10进制转2进制数字

数字大的可以这样算，数字小的没必要，比如我们可以这样算：

3.二进制转8进制和16进制

二进制转8进制

8进制的数字每一位是0_7的，07的数字，各自写成2进制，最多有3个2进制位就足够了，比如7的二进制是111,所以在2进制转8进制数的时候，从2进制序列中右边低位开始向左每3个2进制位会换算一个8进制位，剩余不够3个2进制位的直接换算。
2.2 2进制转8进制和16进制
如：2进制的01101011，换成8进制：0153,0开头的数字，会被当做8进制。

二进制转16进制

16进制的数字每一位是0~9, a~f 的，0~9, a~f的数字，各自写成2进制，最多有4个2进制位就足够了，比如f的二进制是1111，所以在2进制转16进制数的时候，从2进制序列中右边低位开始向左每4个2进制位会换算一个16进制位，剩余不够4个二进制位的直接换算。
如：2进制的01101011，换成16进制：0x6b,16进制表示的时候前面加0x。

三.原码、反码、补码

整数的2进制表示方法有三种，即原码、反码和补码。有符号整数的三种表示方法均有符号位和数值位两部分，2进制序列中，最高位的1位是被当做符号位 剩余的都是数值位。符号位都是用0表示"正"，用1表示"负"。

正整数的原、反、补码都相同。
负整数的三种表示方法各不相同。

我们来画个图看一下：

我们来看个例子：

根据这个数字的正负直接写出的二进制序列叫它的原码。

来看相关概念：

原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制得到的就是原码。
反码：将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到反码。
补码：反码＋1就得到补码。

补码得到原码也是可以使用：取反，+1的操作。

我们把例子补全来看：

我们画图来看原码、反码、补码的转换关系:

例子:

对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。
为什么呢？
在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理；同
时，加法和减法也可以统一处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。

我们直接画图来举例子

四.移位操作符

<< 和 >> 分别为左移操作符和右移操作符。注：移位操作符的操作数只能是整数。

1.左移操作符

移位规则：左边抛弃、右边补0。左移是移动的二进制序列。

来看例子:

我们要知道这样的左移操作不会改变num本身的值，但是会将产生的效果赋给n，如果想要改变num可以这样写：num<<=1。

我们再来举例一个负数：

从上面例子观察到向左移动一位有乘2的效果，但是不是对所有数字都适用。

2.右移操作符

右移到底是算术右移，还是逻辑右移，是取决于编译器的，但是大部分编译器采用的都是算术右移。

移位规则：首先右移运算分两种：

1.逻辑右移左边用0填充，右边丢弃
2.算术右移：左边用原该值的符号位填充，右边丢弃

我们也来举一个负数的例子:

我们发现右移一位有除2的效果。

警告：对于移位运算符，**不要移动负数位，**这个是标准未定义的。
例如：

1  int num  = 10;
2  num >>-1;//error

五.位操作符

位操作符有：&（按位与） |（按位或） ^（按位异或） ~（按位取反）
注：它们的操作数必须是整数。

我们直接来上代码：

两个补码按位与运算的时候，对应的二进制位相与，有0则为0，两个同时为1才为1。这样可得上面结果。

这是按位或操作，两个补码对应的二进制位或运算，有1则为1，有两个0才为0。

这是按位异或运算，两个补码对应的二进制序列它的规则是：相同为0，相异为1。

我们再来看按位取反运算

规则就是：补码的二进制序列，为1变为0，为0的变为1；

记住：这些操作符都是拿二进制位进行计算的。