C語言自學攻略-運算子

記憶體中的變數

當我們宣告了一個int整數的變數x並賦值為38，那它在記體中的樣子如下圖所示:

• 上圖是假設整數變數x是儲存於記憶體位址中的0x7ffda99fcbdc-0x7ffda99fcbdf
• 總共32位元bits(4Bytes)，符合我們的認知。
• 10進位的數值會被轉換為電腦看得懂的2進位表示法。

現在我們知道變數在記體中的樣子了，我們接下來想要對變數做一些運算。

運算子

指定運算子

作用：用於將值指定給變數。

• 常見運算子：=, +=, =, =, /=, %=
• 範例：

int a = 10;   // 將 10 指定給 a
a += 5;       // 相當於 a = a + 5 (結果: 15)

算數運算子

• 作用：進行基本的數學運算。
• 常見運算子：+, -, *, /, %
• 範例：

int a = 10, b = 3;
int sum = a + b;  // 加法 (結果: 13)
int mod = a % b;  // 取餘數 (結果: 1)

遞增(減)運算子

• 作用：使變數自增或自減 1。
• 運算子：++（遞增），--（遞減）
• 範例：

c
int n=0, a = 5;
n = (a++) + 10; // 後置遞增，會先計算a + 10, 再計算a = a + 1(結果: n=15, a=6)
n = (++a) + 10; // 前置遞增，會先計算a = a + 1, 再計算a + 10(結果: a=7, n=17)

關係運算子

• 作用：比較兩個值，結果為布林值（true 或 false）。
• 常見運算子：==, !=, <, >, <=, >=
• 範例：

int a = 5, b = 10;
if (a < b) {  // 比較 (結果: true)
    printf("a 小於 b\n");
}

邏輯運算子

• 作用：進行邏輯運算，返回布林值。
• 常見運算子：&&（AND）, ||（OR）, !（NOT）
• 範例：

int a = 5, b = 10;
if (a > 0 && b > 0) {  // AND 運算 (結果: true && true = true)
    printf("a 和 b 都是正數\n");
}

位元運算子

• 作用：對數值的二進制位元逐一進行位元運算。
• 常見運算子：&（AND）, |（OR）, ^（XOR）, ~（NOT）, <<（左移）, >>（右移）
• 範例：

int a = 8, b = 2, c=0;
//把a的位元右移b個位元，並將移出的位元捨棄，空缺則補0，相當於a / 2的b次方, 結果為00000000 00000000 00000000 00000010，c=2
c = a>>b;
//把a的位元左移b個位元，並將移出的位元捨棄，空缺則補0，相當於a * 2的b次方, 結果為00000000 00000000 00000000 00100000，c=32
c = a<<b;
c = ~a; //把a的每一位元NOT，即將0變為1，1變為0，結果為11111111 11111111 11111111 11110111，最高位為負號，表示負數，我們對結果取2的補數就可以得到這個負數的數值，我們得到-(00000000 00000000 00000000 00001000+1)，c=-9
c = a&b; //結果為: 00000000 00000000 00000000 00000000，c = 0
c = a|b; //結果為:00000000 00000000 00000000 00001010，c = 10
c = a^b; //結果為:00000000 00000000 00000000 00001010，c = 10

練習題

char x = 3;
x = ~x;
(a)//x取反向: 11111100
(b)//取2的補數: 得到-(00000100)
(c)//x = -4 

char x = -3;
x = x >> 1;
(a)//-3以2的補數表示為11111101(00000011反相+1)
(b)//右移後得到11111110(注意，因為最高位為負號，這邊我們不補0，要補1)
(c)//取2的補數，得到-(00000010)
(d)//x = -2

條件運算子

• 作用：根據條件選擇一個值（三元運算子）。
• 格式：條件 ? 真值 : 假值
• 範例：

int a = 5, b = 10;
int max = (a > b) ? a : b;  // 若條件為真返回 a，否則返回 b (結果: max=10)

運算子的優先順序

在程式碼中，優先級較高，意味著它們會先被執行。

一樣不用死記硬背，但有時候優先級的高低可能會影響輸出結果，所以大概了解一些優先級大概在哪還是有其必要性，不過忘記回來查就好了。