C语言 - 运算符和控制语句

算数运算符：

算术运算符

n++等价于n=n+1

n–等价于n=n-1

++i：先加减，后使用

i++：先使用，后加减

赋值运算符：

  • 符号=：把右边的值赋给左边的

赋值运算符

比较运算符(关系运算符)：

比较运算符

  • 比较运算的结果只有两个取值，要么是真(非0 表示，默认使用1)，要么是假(0 表示)。
  • 比较运算符“==”不能误写成“=”

逻辑运算符：

逻辑运算符

  • 逻辑运算符提供逻辑判断功能，用于构建更复杂的表达式。
  • 对于逻辑运算符来说，任何非零值都表示真，零值表示假。比如， 5 || 0 会返回 1 ， 5 && 0 会返回0 。

位运算符：

  • 位运算符的运算过程都是基于二进制的补码运算。

位运算符

  • 结合赋值运算符的经验，这里有：<<= 、 >>= 、 &= 、 ^= 等
  • 左移（<<）：
    • 运算规则：在一定范围内，数据每向左移动一位，相当于原数据*2。（正数、负数都适用）
    • 当左移的位数n超过该数据类型的总位数时，相当于左移（n-总位数）位
    • 3<<4 类似于 32的4次幂 => 316 => 48
    • -3<<4 类似于 -32的4次幂 => -316 => -48
  • 右移（>>）:
    • 运算规则：在一定范围内，数据每向右移动一位，相当于原数据/2。（正数、负数都适用）
    • 如果不能整除，向下取整。
    • 右移运算符最好只用于无符号整数，不要用于负数。因为不同系统对于右移后如何处理负数的符号位，有不同的做法，可能会得到不一样的结果。
    • 69>>4 类似于 69/2的4次幂 = 69/16 =4
    • 69>>4 类似于 69/2的4次幂 = 69/16 =4
  • 异或（^）：相同为0，不同为1
  • 对于一个二进制数a，使第 n 位不论是几都变成0，其它位不变：a=a&(~(1<<n))；表示1左移n位，然后取反
  • 对于一个二进制数a，使第 n 位不论是几都变成1，其它位不变：a=a|(1<<n)

条件运算符：

  1. ()?():()
  2. 格式：(条件表达式)? 表达式1:表达式2
  3. 说明：条件表达式是如果为 true (非0值)，就执行表达式1，否则执行表达式2。

sizeof运算符：

  1. 使用方法：sizeof(参数)

    • 参数可以是数据类型的关键字，也可以是变量名或某个具体的值。
    • 返回某种数据类型或某个值占用的字节数量。
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    int x = sizeof(int);  //通常是 4 或 8
    int i;
    sizeof(i); //通常是 4 或 8

    // 参数为数值
    sizeof(3.14); //浮点数的字面量一律存储为double类型,故返回 8

  2. sizeof返回值的类型说明：

    1. 不同的系统中，返回值的类型有可能是 unsigned int ，也有可能是unsigned long ，甚至是 unsigned long long ，对应的 printf() 占位符分别是 %u 、 %lu和 %llu 。
    2. C 语言提供了一个解决方法，创造了一个类型别名 size_t ，用来统一表示 sizeof 的返回值类型。该别名定义在 stddef.h 头文件里面，对应当前系统的 sizeof 的返回值类型，可能是 unsigned int ，也可能是 unsigned long 。
    3. printf() 有专门的占位符 %zd 或 %zu ，用来处理 size_t 类型的值。
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    size_t a=sizeof(int);
    printf("%zd\n", a);
    • 上面代码中，不管 sizeof 返回值的类型是什么， %zd 占位符（或 %zu ）都可以正确输出。
    • 如果当前系统不支持 %zd 或 %zu ，可使用 %u （unsigned int）或 %lu （unsigned long int）代替。

运算符的优先级：

运算符优先级

  • 分不清优先级的时候，可以采用()来解决
  • 逗号运算符：(),() 输出结果是后面表达式的结果

if-else语句：

  1. if语句是互斥的
  2. if语句可以嵌套新的if语句

switch语句：

  1. switch 语句用于判断条件有多个常量结果的情况。
  2. 执行过程：
    • 第1步：根据switch中表达式的值，依次匹配各个case。如果表达式的值等于某个case中的常量值，则执行对应case中的执行语句。
    • 第2步：执行完此case的执行语句以后，如果遇到break，则执行break并跳出当前的switch-case结构，如果没有遇到break，则会继续执行当前case之后的其它case中的执行语句。—>case穿透，直到遇到break关键字或执行完所有的case及default的执行语句，跳出当前的switch-case结构
  3. 使用注意点：
    • case句中的值必须是常量，不能是变量名或不确定的表达式值或范围。
    • 同一个switch语句，所有case子句中的常量值互不相同。
    • 如果没有break，程序会顺序执行到switch结尾；从使用频率说，一般switch-case结构中，都需要编写break。
    • default子句是可选的。同时，位置也是灵活的。当没有匹配的case时，执行default语句。
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switch(表达式){
        case 常量值1: //常量只能是字符型或整型的常量
        语句块1;
        break; //如果没有break，会继续执行下一个
        case 常量值2: 
        语句块2;
        break;
        .......
        case 常量值n: 
        语句块n; 
        break;
        default: //都没有匹配到 执行这个
        语句块n+1;
}
switch(表达式){
        case 常量值1: 
        语句块1;
        break; 
        case 常量值2: 
        case 常量值3: 
        case 常量值4: 
        case 常量值5://当上下输出结果相同时，上边可以省略不写
        语句; 
        break;
        .......
        case 常量值n: 
        语句块n; 
        break;
        default: //都没有匹配到 执行这个
        语句块n+1;
}

for循环语句：

  1. 循环语句具有在某些条件满足的情况下，反复执行特定代码的功能

  2. 语法格式：

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    for (①初始化部分; ②循环条件部分; ④迭代部分)｛
                     ③循环体部分;
    ｝
    • for(;;)中的两个；不能多也不能少，而其他部分可以不写
    • ①初始化部分，用于初始化循环变量，只执行一次。可以声明多个变量，但必须是同一个类型，用逗号分隔
    • ②循环条件部分，只要为 true ，就会不断执行循环体；当值为false时，退出循环
    • ④迭代部分，每轮循环结束后执行，使得循环变量发生变化。可以有多个变量更新，用逗号分隔

while循环语句：

  1. 语法格式：

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    ①初始化部分
    while(②循环条件部分)｛
        ③循环体部分;
        ④迭代部分;
    }

  2. 说明：

    • while(循环条件部分)中循环条件为非零值，表示true、真；为零值，表示false、假。
    • 注意不要忘记声明④迭代部分。否则，循环将不能结束，变成死循环。
    • for循环和while循环可以相互转换。二者没有性能上的差别。实际开发中，根据具体结构的情况，选择哪个格式更合适、美观。
    • for循环与while循环的区别：初始化条件部分的作用域不同。

do-while循环语句：

  1. do-while 结构是 while 的变体，它会先执行一次循环体，然后再判断是否满足条件。如果满足的话，就继续执行循环体，否则跳出循环。

  2. 语法格式：

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    ①初始化部分;
    do{
            ③循环体部分
            ④迭代部分
    }while(②循环条件部分); //分号不要忘记

  3. 说明：

    • do{}while();最后有一个分号
    • do-while结构的循环体语句是至少会执行一次，这个和for和while是不一样的
    • 循环的三个结构for、while、do-while三者是可以相互转换的。

三种循环结构对比：

  • 三种循环结构都具有四个要素：
    • 初始化部分—–>只执行一次
    • 循环条件部分—>一定是布尔类型的结果
    • 循环体部分——>反复执行的代码
    • 迭代部分———>相关的变量会做更新、迭代
  • 从循环次数角度分析：
    • do-while循环至少执行一次循环体语句。
    • for和while循环先判断循环条件语句是否成立，然后决定是否执行循环体。
  • 如何选择：
    • 遍历有明显的循环次数（范围）的需求，选择for循环
    • 遍历没有明显的循环次数（范围）的需求，选择while循环
    • 如果循环体语句块至少执行一次，可以考虑使用do-while循环
    • 本质上：三种循环之间完全可以互相转换，都能实现循环的功能

break和continue关键字：

  1. 使用说明：

break-continue

goto关键字：

  1. 使用goto，可以实现无条件的语句的转移。

  2. 格式：

    1. goto 标号（标签）;
    2. 其中，标号，属于标识符，以“:”为标记，位于某语句前面。
    3. 执行 goto 语句后，程序将跳转到指定标号处执行。这样可以随意将控制转移到程序中的任意一条语句上，然后执行它。

  3. 举例：

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    int main() {
        
        loop_label:printf("Hello, world!\n");
        goto loop_label;

        return 0;
    }
    • loop_label是一个标签名，可以放在正常语句的前面。程序执行到 goto 语句，就会跳转到它指定的标签名位置继续执行。因此，上面的代码会产生无限循环。
    • 实际使用中，goto语句通常与条件语句配合。可用来实现条件转移，跳出循环体等功能。

参考链接：