嵌入式从入门到入土：C语言3（运算符、顺序结构、分支结构）

嵌入式从入门到入土：C语言3（运算符、顺序结构、分支结构）

运算符

算术运算符

基本的算术运算符

+、-：正负值运算符（单目运算符）。

+、-、*、/、%：加减乘除取余运算符（双目运算符）注意：进行除法运算的时候，除数是不能为0的。这些算术运算符

的运算顺序与数学上的运算顺序相

同。

表达式和运算符的优先级与结合性

算术表达式：

是指用运算符和括号将运算对象连接起来，符合C语言语法规则的式子。例如：

a * b / c - 1.5 + 'a'

表达式中各种运算符的运算顺序，必要时应添加括号，例如：

(a+b)/(c+d) != a+b/c+d

注意表达式中每个运算对象的数据类型，特别是整型相除，C语言规定，两个

整型相除，其结果仍为整型。例如：

7/6的值为1
4/7的值为0
(1/2)+(1/2)的值为0，而不是1(面试题)

优先级与结核性：在表达式求解的时候，**先按运算符的优先级级别高低次序执行。**若一个运算对象两侧的运算符的优先级相同，则按规定的结合方向处理。

各种运算符的结合方向：

① 算术运算符的结合方向：==“自左向右”==即运算对象先与左边的运算符结合，

例如：

a - b + c // 先执行a - b,然后在执行 +c 运算

② 有些运算符的结合方向：==“自右向左”==即运算对象先与右边的运算符结合，

例如:

i++

③若一个运算符两侧的数据类型不同，会自动转换成同类型后进行计算。

自增++、自减–运算符

作用:

使变量的值增1或者减1

结合方向：“自右向左”

++i,–i

表示在使用该运算符对象之前，先让自身增1或减1，然后再使用它，也就是使用增1或者减1后的值。先计算，后赋值

例如：语句 x=++n; 相当于以下两个语句的运算结果：n=n+1; x=n

int n =1; // n:1
int x = ++n; // x:2 等价于：n = n+1； x = n

i++,i–

表示在使用该运算符对象之后，才让自身增1或减1，也就是先使用它的值，在让自身增1或者减1。先赋值，后计算

例如：语句 x=n++; 相当于以下两个语句的运算结果：x=n; n=n+1

int n =1; // n:1
int x = n++; // x:1 等价于：x = n；n = n+1

总结：

不管是++i还是i++，i自身都加1；同理不管是--i还是i--，i自身都是减1，它们的不同之处在于赋值的先后顺序。

注意:

①增1与减1运算符只适用于**整型变量或字符型变量**，而不能用于其他类型的变量
② 增1与减1运算符不能用于常量或表达式，例如：--5，(i+j)++等都是非法的。

课堂练习：

**要求：**推导以下表达式的i和n的值

int i = 1;
int n = i++ + (++i) - (--i) + i--;

赋值运算符

"="称之为赋值运算符，其作用是将一个数据赋值给一个变量。如：a = 5

执行赋值运算的结果，是将右边的数据存入左边的变量对应的内存单元之中，赋值运算的顺序：由右到左

赋值规则

如果赋值运算符两侧的类型不一致，则在赋值时要进行类型转换，转换规则

为：

• 实型→整型变量：舍弃小数部分。比如：inta=5.5; a应该是5
• 整型→实型变量：数值不变，以浮点形式存储。
• 字符型→整型变量：放在整型的低8位。保持原值不变原则。比如：int a = ‘A’

赋值表达式

主要实现赋值运算的表达式

语法：

变量 = 表达式

案例：

a = 5;
y = 2 * x + 3;
a = a + 1;

作用：

将右边表达式的值赋值给左边的变量。赋值表达式的值取自左边变量的值。

复合赋值运算符

+= -= *= /= %= ....(&=,|=,>>=,<<=,~=,^=)

左右两侧操作完毕后，赋值给左侧的变量，例如：

a += 3; //等价于 a = a + 3
int c= 2;
a /= c;	//等价于 a = a / c

//..其他复合赋值运算符类似

注意：

① 在运算时，不能将单括号（=）双括号（==）搞混

② 赋值运算符的优先级属于最低（除了逗号运算符号以外）一般最后运算

关系运算符

< > <= >= == !=

• 所有的关系运算符都是二元运算符，左侧和右侧可以是变量，也可以是常量，还可以是表达式；举例：a>b、5>6、a+b>c

  • 关系运算符运算的结果是布尔类型，要么为真（非0，true），要么为假（0，false）

    说明：

    1. 标准C中没有布尔类型的，非0代表真，0代表假

       while(1) 死循环，无限循环

       while(0) 循环一次都不执行

    2. 真在输出的结果为1，假在输出的结果为0

       printf("%d\n",3<2); 结果为0（3<2不成立为假，则为0，是整数可以输出0）

       printf("%d\n",3>2); 结果为1（3>2成立为真，则为1，是整数可以输出1）

       用作条件判断的时候，非0代表真，但是系统输出真的结果是1

    注意：

    ​ ① 算术运算符的优先级高于关系运算符 例如：2+3>1+1

    ​ ② 关系运算符是二元运算符，不要连用 例如：5>a>1（恒等于0）3<b<10（恒等于1）可以编译和运行，不

    报错，没有意义。

    ​ 前面案例正确的写法：a<5 && a>1，b>3 && b<10

    ​ ③ 不能将 ==写成 =，==：关系运算符，=：赋值运算符

    ​ ④ 一般浮点型进行比较，建议将两个数相减，结果和0进行比较，如果等于0，表示这两个浮点数相等。

    案例1：

    ​ float a = 22.2

    ​ float b = 22.2

    ​ a == b 结果为真；a != b 结果为假，哪怕正确也不这样做应该： a - b == 0

    案例2：

    ​ float x = 2.0

    ​ float y = 11.1 // 近似存储：11.099995

    ​ floatz = x * y // 实际是:22.199999，我们以为:22.2

    ​ z == 22.2 结果为假

    ​ 两个浮点数的比较：两个浮点数相减跟0比

    ​ a - b == 0结果为真，说明a等于b；如果是假，a不等于b

    ​ a - b ==0.000001；结果是真，人为的认为0.000001的误差能够接受，我们也认为a等于b

逻辑运算符

运算的结果要么是真（1），要么是假（0）

！：非（逻辑非）单目运算符，并且只能放在操作数的左侧；非真即为假，非假即为真。（取反）

​ 对一个数或者表达式取非奇数次，结果与原值相反，!(a%2 != 0)取偶数次

​ 对一个数或者表达式取非偶数次，结果与原值相反，!(a%2 == 0)取奇数次

&&：与（逻辑与）双目运算符，当左右两侧的数据都为真时，最终的结果才为真（有假则为假）

当逻辑与运算时，左侧为假，右侧结果不会影响最终的结果，右侧压根就不会执行，最终结果为假，这种现象称为短路效求（短路与）。

||：或（逻辑或）双目运算符，当左右两侧的数据都为假时，最终结果才为假（有真则为真）

当逻辑或运算时，左侧为真，右侧的结果不会影响最终的结果，右侧压根不会执行，最终结果为真，这种现象称为 短路效应（短路或）。

逗号运算符

作用：

将若干个表达式 “串联” 起来，如：3+5,6+8；

别称：

顺序求值运算符

逗号表达式

语法：

表达式1,表达式2,....,表达式n

求解过程：

按从左到右的顺序分别计算个表达式值，其中最后一个表达式n的值就是整个逗号表达式的值。

位运算

说明：

按位（bit）来进行运算操作的运算符。

语法：

~ & | ^ << >>

~：按位取反

说明：

单目运算符，数据的每一个bit位取反，也就是二进制数位上的0变1，1变0

案例：

unsigned char ret = ~0x05; // 0000 0101 --> 1111 1010

printf("%d\n",~5); //-6	// %d:有符号十进制int，%u:无符号十进制int

&：按位与

运算规则：

对与左右操作数，只有相应二进制位数据都为1时，结果数据对应数据为1，简单来说：

你是1，我是1，结果就是1

举例：

5 & 6 = 4	// 0000 0101 & 0000 0110 = 0000 0100

作用：

​ ① 获取某二进制位的数据

​ ② 将指定二进制数据清理

​ ③ 保留指定位

|：按位或

运算规则：

对于左右操作数据，只要相应二进制数据有一个为1，结果数据对应位数据为1，简单来说：

你是1 或 我是1 结果就是1

举例：

5 | 6 = 7	// 0000 0101 | 0000 0111

作用：

​ ① 置位某二进制位数据

^：按位异或

运算规则：

对与左右操作数据，只要相应二进制位数据相同，结果数据对应位数据为0，不同为1，简单来说：

你我相同，结果为0；你我不同，结果为1

作用：

​ ① 翻转

​ ② 值交换

面试题：

<<：按位往左偏移

运算规则：

原操作数所有的二进制位数向左移动指定位；

无符号左移：

语法：

操作数 << 移动位数

unsigned int a = 3 << 3;	// 计算规则: 3 * 2 ^ 3

unsigned int b = 5 << 4;	// 计算规则: 5 * 2 ^ 4

printf("%d\n",a);	// 24

有符号左移：

语法：

操作数 << 移动位数

int a = -3 << 3;	// -3 * 2 ^ 3

printf("%d\n",a);	// -24

注意：

• 如果移出的高位都是0，我们可以这样理解：a << n，可以看做是：$$a\ast 2^n$$（可以用上面的公式）
• 如果移出的高位都是1，我们是不能使用上面的计算公式的。

>>：右移，按位往右偏移

运算规则：

原操作数所有的二进制位数据向右移动指定位，移出的数据舍弃。

如果操作数是无符号数：左边用0补齐

如果操作数是有符号数：左边用什么去补全，取决于计算机系统：

• 逻辑右移：用0补全
• 算术右移：用1补全

大部分情况下，系统是遵循“算术右移”的

无符号右移：

语法：

操作数 >> 移动位数

unsigned char a = 3 >> 3;
printf("%d\n",a);	// 0

有符号右移：

语法：

操作数 >> 移动位数

char a = -3 >> 3;
printf("%d\n",a);	// -1

流程控制

算法

著名计算机科学家沃思提出了一个公式：

数据结构 + 算法 = 程序

**数据结构：**对数据的描述

**算法：**对操作步骤的描述

算法的定义：

广义的说，为解决一个问题而采取的方法和有限的步骤，就称为 “算法”

例如：

​ 将大象放入冰箱的算法就可以如下描述：

​ 打开冰箱门→把大象装进去→关闭冰箱门

算法特征

• 又穷性：包含有限的操作步骤，不能无限制的执行下去
• 可行性：算法中的每一条指令必须是切实可执行的。
• 确定性：算法中的每一个指令必须有确切的含义，不能产生歧义。

算法描述—流程图

案例

• 要求：对于计算 s=1+2+3+4+5+6+7+8+9+10（累加求和）

• 用流程图表示为：

面向对象原语言三大特征：封装、继承、多态

程序的三种基本结构

顺序结构

**特点：**各操作是按先后顺序执行的，是最简单的一种结构，这个结构式默认的。

其中A和B两个框是顺序执行的。也就是在A框所指的操作后，必然接着执行B框所指定的操作。

分支结构

分支结构又被称作==“条件结构”或者“选择结构”。==

**特点：**根据是否满足给定条件而从两组或者多组操作中选择一种进行执行。

• 无论P条件是否成立，只能执行A操作或者B操作中的一个。
• 无论执行完哪一个分支后，就结束了。
• 两个操作可以有即不执行任何操作，是一个空操作。
• 分支结构又被分为：单分支、双分支、多分支。

循环结构

又被称之为“重复结构”。即在一定条件下，反复执行某一部分的操作，有两种类型：

• 当型循环

• 执行过程：

  当给定条件P成立时，执行S操作，然后再判断P条件是否成立，如果仍成立，再执行S操作，然后再判断…，如此反复，直到某一次P条件不成立为止，此时不再执行S，结束循环。

• 特点：

  先判断，后执⾏，S有可能⼀次也不执⾏。（while，for）

• 直到型循环

  • 执行过程：

    执行S操作，然后判断条件P是否成立，如果成立，再执行S操作，然后再判断，……，如此反复，直到某一次P条件不成立不再执行S，结束循环。

  • 特点：

    先执⾏，后判断，S最少要执⾏⼀次。(do…while)