熟悉了如何表示数据之后，接下来我们学习如何处理数据。C 语言为处理数据提供了大量的操作，可以在程序中进行算术运算、比较值的大小、修改变量、逻辑地组合关系等。下面先为大家数量一下C语言中常用的运算符分类:

1. 算术运算符

下表中为大家列出了C语言中先关的算法运算符，其使用方法也很简单：

关于正号（+）、负号（-）、加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）运算符这里就不再过多赘述了，使用发方法和我们学习的数学知识是一致的。

• 取余（%）：被除数和除数进行除法运算，舍弃商保留其余数。
• 前缀自增（++）：运算符++写到变量前面，先进行自增运算，然后取变量的值
• 后缀自增（++）：运算符++写到变量后面，先取变量的值，然后进行自增运算
• 前缀自减（--）：运算符--写到变量前面，先进行自增运算，然后取变量的值
• 后缀自减（--）：运算符--写到变量后面，先取变量的值，然后进行自减运算

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#include <stdio.h>
int main()
{
    int i = 5, j = 5;
    int result1 = ++i;
    int result2 = j++;
    printf("result1 = %d, i = %d\n", result1, i);
    printf("result2 = %d, j = %d\n", result2, j);
    i++;
    ++j;
    printf("i = %d, j = %d\n", i, j);
    printf("==========================\n");
    int a = 5, b = 6;
    int c = a++ + b++;
    printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c);
    c = ++a + ++b;
    printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c);
    c = a++ + ++b;
    printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c);

    return 0;
}

程序输出的结果为:

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result1 = 6, i = 6
result2 = 5, j = 6
i = 7, j = 7
==========================
a = 6, b = 7, c = 11
a = 7, b = 8, c = 15
a = 8, b = 9, c = 16

通过上面的例子可以得出以下结论:

1. 对于变量自身来说，不论是前自增/自减还是后自增/自减，最后变量的值都会增/减 1，这种情况下前/后自增、前/后自减是等价的
2. 如果想要取出某个自增/自减变量的值:
   • 后自增/自减是先取变量的值，然后变量再进行自增/自减运算
   • 前自增/自减是变量先进行自增/自减运算，然后再取该变量的值。

2. 赋值运算符

赋值运算符（Assignment Operators）的作用就是将右侧的值赋给左侧的变量。在C语言中，常见的赋值运算符有以下几种：

其他还有位运算赋值符（如：按位与等于&=、按位或等于|=、按位异或等于^=）和移位运算赋值符（如：左移等于<<=、右移等于>>=）。这些运算符可以进行类似的操作，将左侧变量和右侧的值进行位运算或移位运算，并将结果赋给左侧变量。

这些赋值运算符可以简化代码，同时更新变量的值。

3. 比较运算符

比较运算符（Comparison Operators）用于比较两个值之间的关系，并返回一个布尔值（true或false）。在C语言中，常见的比较运算符有以下几种：

这些比较运算符常用于条件语句（如if语句、循环语句等）中，根据表达式的结果来决定程序的执行逻辑（后续章节中会进行详细讲解）。

4. 逻辑运算符

逻辑运算符（Logical Operators）用于对多个条件进行逻辑运算，并返回一个布尔值（true或false）。在C语言中，常见的逻辑运算符有以下几种：

1. 逻辑与（&&）：当所有条件都为 true 时，返回 true，否则返回 false。
2. 逻辑或（||）：当至少一个条件为 true 时，返回 true，否则返回 false。
3. 逻辑非（!）：对一个条件取反。
   • 如果条件为true，则返回 false
   • 如果条件为false，则返回 true。

这些逻辑运算符通常用于复合条件的判断，可以通过组合多个条件来确定程序的执行逻辑。逻辑与运算符和逻辑或运算符经常与条件语句（如if语句）结合使用，而逻辑非运算符可以用于取反一个条件的结果。

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#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
int main()
{
    bool flag = true;
    flag = !flag;
    printf("flag = %d\n", flag);
    flag = !flag;
    printf("flag = %d\n", flag);

    return 0;
}

程序输出的结果为:

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2

flag = 0
flag = 1

5. 位运算符

所谓的位运算其实是就是针对于二进制数据的运算。在 C 语言中，常用的位运算符有以下几种：

• 按位与运算符：&
• 按位或运算符：|
• 按位异或运算符：^
• 按位取反运算符：~
• 左移运算符：<<
• 右移运算符：>>

5.1 按位与

按位与运算（&）是对两个操作数的每个二进制位进行与操作，只有当对应位上的两个操作数都为1时，结果位才为1，否则为0。

关于按位与的特点可以精简为一句话：0 和任何数（0和1）都为 0。

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int a = 2;
int b = 4;
int result = a & b;

• 整形数 2 对应的二进制数是10
• 整形数 4 对应的二进制数是100

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  010
& 100
------
  000

通过按位与操作，我们最终得到的结果为 0。

使用按位与可以快速判断整数的奇偶性，奇数的二进制表示的最低位为1，偶数的二进制表示的最低位为0。示例：

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int num = 9;
if (num & 1) 
{
   // num 是奇数
} 
else 
{
   // num 是偶数
}

5.2 按位或

按位或运算（|）是对两个操作数的每个二进制位进行或操作，只要对应位上的两个操作数中至少有一个为1，结果位就为1，否则为0。

关于按位或的特点可以精简为一句话：1 和任何数（0和1）都为 1。

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int a = 2;
int b = 4;
int result = a | b;

• 整形数 2 对应的二进制数是10
• 整形数 4 对应的二进制数是100

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  010
| 100
------
  110

通过按位或操作，我们最终得到的二进制结果为 110，也就是十进制的 6。

5.3 按位异或

5.3.1 基本使用

按位异或运算（^）是对两个操作数的每个位进行异或操作，当对应位上的两个操作数不同时，结果位为1，否则为0。

关于按位异或的特点可以精简为一句话：相同为0，不同为 1。

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int a = 2;
int b = 6;
int result = a ^ b;

• 整形数 2 对应的二进制数是10
• 整形数 4 对应的二进制数是110

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4

  010
^ 110
------
  100

通过按位异或操作，最终得到的二进制结果为 100，也就是十进制的 4。

5.3.2 实际应用

按位异或（^）在实际应用中有以下两个常见用途（第二个个例子有循环, 可以在学完后面的知识点之后，再返回来消化吸收一下）：

1. 交换两个变量的值：通过按位异或可以交换两个变量的值，而不需要使用临时变量。示例：

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   int a = 5; int b = 7; a = a ^ b; b = a ^ b; a = a ^ b; // 现在 a = 7, b = 5

2. 加密与解密：按位异或可用于简单的加密和解密算法。通过将数据与一个密钥按位异或，可以对数据进行加密。同样地，将加密后的数据再与密钥按位异或，可以解密数据。示例：

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   unsigned char data[] = {0x45, 0x23, 0x7F, 0x18}; unsigned char key = 0xAB; // 加密 for (int i = 0; i < sizeof(data); i++) { data[i] = data[i] ^ key; } // 解密 for (int i = 0; i < sizeof(data); i++) { data[i] = data[i] ^ key; }

这些是按位异或运算符在实际应用中的几个常见用途，但也可以根据具体需求进行其他更复杂的运算和处理。按位异或操作的特性使得它在某些场景下非常有用，可以提供高效且简单的实现方式。

5.3 按位取反

按位取反运算（~）是对操作数的每个位进行取反操作，将1变为0，将0变为1。

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int a = 1;
int b = 5;
a = ~a;
b = ~b;

接下来，我们将十进制数值转换为二进制进行分析：

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// 十进制的 1
~01 = 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110
补码: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110
// 原码 = 补码的数据位取反 + 1 (符号位不变)
原码: 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010
    
===============================================
    
// 十进制的 5
~101 =  1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010
补码: 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010
// 原码 = 补码的数据位取反 + 1 (符号位不变)
原码: 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110

根据上面的推导就可以得到如下结果：a = -2, b = -6

5.4 左移和右移

左移运算（<<）是将一个数的二进制表示向左移动指定的位数，右侧空出的位用0填充。

右移运算（>>）是将一个数的二进制表示向右移动指定的位数，左侧空出的位根据类型来填充：

• 对于有符号数，使用算术右移，用符号位填充左侧空位
• 对于无符号数，用 0 填充左侧空位

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int main()
{
    int a = 6;
    int b = 32;
    int c = -64;
    a = a << 2;
    b = b >> 2;
    c = c >> 3;   
    printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c);
    return 0;
}

程序输出的结果为:

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a = 24, b = 8, c = -8

• 对于正数，右移一位相当于除以 2，向左移一位相当于乘以 2

• 在右移操作中，负数右移一位并不严格等于除以2，而是依赖于具体的编译器实现方式，因为 C 语言中没有明确规定。一种常见的实现方式是使用算术右移，即保留符号位并用符号位填充左侧空出的位。因此，负数右移一位并不一定等于除以2。

• 对于除以2的操作，除非对被除数是无符号整数，否则建议使用除法运算符（/）来达到目的。

这些位运算符可以用于位级操作和位级运算，用于对二进制数的位进行操作。它们在一些特定的场景下非常有用，如位掩码、位标志、图像处理等。

6. 运算符优先级

在C语言中，不同的运算符具有不同的优先级，这会影响表达式中运算符的计算顺序。下图是C语言中所有运算符的优先级顺序表:

在上面的表里边有关于运算符运算对象的多少有三个分类：

• 一元运算符，即单目运算符
• 二元运算符，即双目运算符
• 三元运算符，即三目运算符

通过上表还可以看到，我们将C语言中的运算符的优先级划分了15个等级，其中很多运算符现阶段我们还没有接触到，随着学习的深入会经常查阅该表中的内容，记不住没关系，以后随用随查，用的多了自然就忘不掉了。

其中有一点需要大家一定要注意不要自作聪明，在一个语句或者表达式中使用太多的运算符，这样会降低代码的可读性，甚至自己都会被搞糊涂，远离bug珍爱生命。