【c语言】详解操作符（上）
1. 操作符的分类
2. 原码、反码、补码
整数的2进制表示方法有三种，即原码、反码、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位是被当做符号位其余都是数值位。
符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”。
例：分别写出1、-1的2进制
int a = 1;
int b = -1;其中a、b都是整形变量，是4个字节，32bit位，那么a、b的2进制为：
a：00000000000000000000000000000001
b：10000000000000000000000000000001
正整数的原码、反码、补码都相同
负数的三种表示方法各有不同
原码：直接将数值按照正负数形式翻译成2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：反码加1就可以得到补码。
补码得到原码也是可以使用取反加1的操作。
例：分别写出-10的原码、反码、补码
原码：10000000000000000000000000001010
反码：11111111111111111111111111110101
补码：11111111111111111111111111110110
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？
- 简化计算：使用补码可以将符号位和数值位统一处理，这样无论是正数还是负数，都可以用同一套逻辑来进行加减运算。由于计算机的CPU只有加法器，没有减法器，通过补码可以将减法运算转换为加法运算，从而简化了硬件设计。
- 避免歧义：补码的表示方法确保了0的编码只有一个，不会出现两个不同的编码对应同一个数0的情况。这对于避免数据表示上的歧义非常重要。
- 提高存储效率：原码、反码和补码是二进制数的三种不同表示方法。原码是最直观的表示方法，但它在表示负数时需要额外的符号位，并且在进行运算时需要分别处理正负号。反码是对原码的改进，它将负数的符号位保持不变，数值位取反。而补码则是在反码的基础上加1，它不仅解决了0的表示问题，还可以通过补码直接进行加减运算，无需额外的硬件电路。
- 方便逻辑电路实现：计算机由逻辑电路组成，逻辑电路通常只有两种状态，即开关的接通与断开，刚好可以表示成‘1’和‘0’。因此，计算机只存储二进制数据，而补码作为一种二进制表示方法，非常适合于计算机的逻辑电路实现。
3. 移位操作符（移动的是二进制位）
<< 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。
3.1 左移操作符
左移操作符有一个乘以2的n次方的效果（n为<<后面的数字）
移位规则：左边抛弃，右边补0.
例1：
上图中a的补码为：
00000000000000000000000000000110
其中b = a << 1,那么在a的补码的基础上抛弃左边的1位，然后在右边补上一个0，可得b的补码：
00000000000000000000000000001100
例2：
a的补码为：11111111111111111111111111111010
b得到的补码：11111111111111111111111111110100
3.2 右移操作符
左移操作符有一个除以2的n次方的效果（n为>>后面的数字）
移位规则：
1. 逻辑右移：左边用0填充，右边丢弃。
2. 算术右移，左边用原值的符号位（原值是正数就用0，是负数就用1）填充，右边丢弃。
注：是逻辑右移还是算术右移是取决于编译器的实现，常见的编译器都是算术右移。
算术右移：
a的补码为：11111111111111111111111111111010
b得到的补码：11111111111111111111111111111101
4. 位操作符：&、|、^、~
1. & 按位与
2. | 按位或
3. ^ 按位异或
4. ~ 按位取反
注：它们的操作数必须是整数
4.1 &
运算规则：
&左右两个数的补码中有0就取0，两个同时为1才取1
例：
3的补码为 ：0000000000000000000000000000011
-5的补码为：11111111111111111111111111111011
c得到的补码为：0000000000000000000000000000011
4.2 |
运算规则：
|左右两个数的补码中有1就取1，两个同时为0才取0
例：
3的补码为 ：0000000000000000000000000000011
-5的补码为：11111111111111111111111111111011
c得到的补码为：11111111111111111111111111111011
4.3 ^
运算规则：
相同为0，相异位1.
3的补码为 ：0000000000000000000000000000011
-5的补码为：11111111111111111111111111111011
c得到的补码为：11111111111111111111111111111000
例题：不使用临时变量的情况下，交换a和b的值
由^的运算规则我们可以知道当^两边的数相同时，所得到的结果为0，而0^a=a，所以我们利用这个规律我们就可以在不使用临时变量的情况下，交换a和b的值，如下图:
4.4 ~
运算结果为~右边的数+1然后取相反数，例如：~1 = -2，~-1 = 0
运算规则：
对~右边的数的2进制按位取反
0的2进制为： 0000000000000000000000000000000
b得到的补码为：11111111111111111111111111111111
5练习：
练习1：
编写代码实现：求一个整数存储在内存中补码中1的个数。
法1：
由&的运算规则我们可以知道a&1=1的式子成立时，就说明a的补码最右边的数为1，从这里可以知道，依次将a的补码的32个数依次移动到最右边(这里可以使用右移操作符（>>）移动)，然后统计有几个符合a&1=1，就可以求出这个整数存储在内存中补码中1的个数。
以13为例，求13在内存中补码中1的个数：
13的补码：
00000000000000000000000000001101
1的补码：
00000000000000000000000000000001
法2：
int main()
{int n = 0;scanf("%d", &n);int count = 0;while (n){n = n & (n - 1);count++;}printf("%d\n", count);return 0;
}思考题：
如何判断一个数是否是2的次方数？
2的n次方数的二进制中只有1个1，而式子n&（n-1）就可以直接把这个1去掉了，所以要想判断一个数是否是2的次方数，只需要判断等式n&（n-1）== 0是否成立就可以了。
练习2：
二进制位置1或者置0
编码代码将13二进制序列的第5位修改为1，然后再改为0
13的2进制序列：
00000000000000000000000000001101
将5位置为1后：
00000000000000000000000000011101
将5位置为0后：
00000000000000000000000000001101
int main()
{int a = 13;//将5位置为1a |= 1 << 4;printf("%d\n", a);//将5位置为0a &= ~(1 << 4);printf("%d\n", a);return 0;
}6. 逗号表达式
exp1，exp2，exp3，....，expN
用逗号隔开的表达式就是逗号表达式。
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。
例1：计算下列表达式c中的结果：
int main(){int a = 1, b = 2;int c = (a > b, a = b + 10, a, b = a + 1);printf("%d\n", c);return 0;
}表达式的运行过程为：a>b（为假，但不影响表达式的结果） -> a=b + 10 -> 12 -> b = a + 1 = 13
因为最终决定表示结果的是表达式：b = a + 1，所以最终的结果为：13
例2：
逗号表达式在if语句中真正起判断作用的是最后一个表达式 。
7. 下标访问[ ]、函数调用（ ）
7.1 [ ] 下标引用操作符
操作数：一个数组名 + 一个索引值（下标）
7.2 函数调用操作符
接受一个或多个操作数：第一个操作数是函数名，剩下的操作数就是传给函数的参数。
#include<stdio.h>
int main()
{printf("hello world!\n");//( )函数调用操作符return 0;
}