c语言基础学习03_数据类型与运算符

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涉及到的知识点有:编码风格、c语言的数据类型、常量、计算机里面的进制、原码反码补码、int类型、整数的溢出、大端对齐与小端对齐、char类型(字符类型)、
浮点类型float \ double \ long double、类型限定、字符串格式化输出与输入、基本运算符、运算符的优先级、类型转换等。

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gcc -o a1.s -S a1.c gcc把c语言代码转换为汇编代码
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关于编码风格的说明:

int dog_name;  linux编码风格
int dog_age;

int iDogName;   微软编码风格
int iDogAge;

编码一定要工整,这是初学者容易忽略的。

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C语言的数据类型:

1、常量:在此程序运行中不可变化的量(注意常量也是有类型的哦!)
第一种定义常量的方法:
#define MAX 100 这种定义常量的方法一般叫宏常量,所以有时也叫定义了一个宏,宏常量的常量名一般是大写字母。
第二种定义常量的方法:
const int max = 0; const常量,

一般区别:c语言里面用宏常量比较多,c++用const比较多。
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"你好"    字符串常量
500       500本身是整数常量

比如:
int a = 500;
500 = 0; //这句是错误的

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计算机里面的进制:
十进制   二进制   八进制   十六进制
0      0           0             0
1      1           1        1
2      10              2                  2
3      11              3                  3
4      100            4                  4
5      101            5                  5
6      110            6                  6
7           111            7                  7
8           1000         10                 8
9           1001         11                 9
10         1010         12                 a
11         1011          13                 b
12         1100          14                 c
13         1101          15                 d
14         1110          16                 e
15         1111           17                 f
16         10000         20               10
17         10001         21               11
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一个二进制的位就是一个bit(比特)
8个bit是一个BYTE(字节)
2个BYTE是一个WORD(字)
2个WORD是一个DWORD(双字)
1024个BYTE 是1KBYTE
1024K 是1M
1024M 是1G
1024G 是1T
1024T 是1P
1024P 是1E
1024E 是1Z
1024Z 是1Y
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512GB     硬盘(单位是字节)
12Mb     网络带宽(单位是比特)
200MB   文件的大小(单位是字节)
100Mb      网卡(单位是比特)
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进制之间的转换:
10101010111111010101011
把一个二进制数转化为10进制是很困难的,但是计算机使用的就是二进制。

从右到左起,每3个一组,不够的补零。
010 101 010 111 111 010 101 011 转化为8进制
2      5    2      7     7    2     5    3

从右到左起,每4个一组,不够的补零。
0101 0101 0111 1110 1010 1011 转化为16进制
5       5       7       e       a       b

二进制其实和8进制、16进制是一一对应的,在计算机语言中一般不直接用二进制,c语言更多的用8进制或者16进制
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把十进制的56转化为2进制
先把这个数转化为8进制,然后把8进制直接对应为2进制

用56除以8,分别取余数和商数
8     56
       7   0
  0   7
70      转化为8进制的结果
111 000   转化为2进制的结果
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16   100
  6   4
  0   6
64      转化为8进制的结果
0110 0100   转化为2进制的结果
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2  100
  50    0
  25    0
  12      1
  6      0
  3           0
  1           1
  0           1
1100100     直接转化为2进制的结果
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这些数对于计算机来讲,他们是怎么放的呢??

1、原码
例如:7的二进制是多少?(即7的二进制原码如下)
111
0000 0111 用一个BYTE(字节)表示
0000 0000 0000 0111 用一个WORD(字)表示(即用2个字节来表示)
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 用一个DWORD(双字)表示(即用4个字节来表示)

那么 -7 该如何表示呢?原则是:最高位为符号位,符号位0代表正数,1代表负数
-7的二进制是多少?(即 -7 的二进制原码如下)
1000 0111 用一个BYTE(字节)表示
1000 0000 0000 0111 用一个WORD(字)表示(即用2个字节来表示)
1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 用一个DWORD(双字)表示(即用4个字节来表示)
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2、反码:一个数若为正值,则反码和原码相同;一个数若为负值,则符号位为1,其余各位与原码相反。
7的反码
0000 0111 用一个BYTE(字节)表示
0000 0000 0000 0111 用一个WORD(字)表示(即用2个字节来表示)
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 用一个DWORD(双字)表示(即用4个字节来表示)

-7的反码
1111 1000 用一个BYTE(字节)表示
1111 1111 1111 1000 用一个WORD(字)表示(即用2个字节来表示)
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 用一个DWORD(双字)表示(即用4个字节来表示)
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3、补码:一个数若为正值,则补码和原码相同;一个数若为负值,则符号位为1,其余各位与原码相反,最后对整个数 +1 。
7的补码
0000 0111 用一个BYTE(字节)表示
0000 0000 0000 0111 用一个WORD(字)表示(即用2个字节来表示)
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 用一个DWORD(双字)表示(即用4个字节来表示)

-7的补码(在计算机内部,正数和负数都是以补码的方式存放的。又因为正数的补码是其本身,所以简言之:所有的负数都是以补码的方式存放的。好处是:用补码进行运算,得到补码,减法可以通过加法来实现,也即不用考虑符号位了!!)

1111 1001 用一个BYTE(字节)表示
1111 1111 1111 1001 用一个WORD(字)表示(即用2个字节来表示)
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001 用一个DWORD(双字)表示(即用4个字节来表示)
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小例题:
知道补码如何求原码?答:符号位不变,先 -1 再取反即可;或者符号位不变,先取反,再 +1 也可以哦!
补码
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101 如果是负数,是负几?
1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1011
这个数是-11的补码。

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sizeof   关键字作用是:得到某一数据类型在内存中占用的大小,单位是:字节
sizeof   不是函数,所以不需要包含任何头文件
其实呢,sizeof返回值的类型是size_t,size_t类型在32位操作系统下是一个无符号的整数。

例如:
int a = 0;
int b = 0;
b = sizeof(a);//得到a在内存中占用的大小,单位是:字节

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  int a = 0;
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010  int a = 10;
1111  1111 1111  1111  1111  1111 1111   0110  int a = -10;
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有符号数的最高位0代表正数,1代表负数;(即有正有负)
无符号数的最高位就是数的一部分,不是正负的意思(即无符号数只有正数)

例如:
有符号数的原码
0000 0000 0
0000 1000 8
1000 1000 -8

无符号数的原码
0000 0000 0
0000 1000 8
1000 1000 88(16进制的88)
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一个BYTE(字节)作为有符号数,最小是多少-128,最大是多少127
-128 -127 ...... -1 0 1 2 ...... 127

一个BYTE(字节)无符号数,最小是0,最大是255
0 1 2 ...... 254 255
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有符号数才区分原码补码,无符号数都是原码

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c语言从来不规定数据类型的大小,具体某种数据类型多大,和系统相关。
也即:在同一个系统下,具体的一种数据类型大小是相同的。
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变量:就是在程序运行中可以更改值的量
int a;   //定义了一个变量
a = 0;
a = 2;
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如果直接写一个整数,默认是10进制的整数
20      表示10进制的20
020    表示8 进制的20
0x20     表示16进制的20
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%d 的意思是按照十进制的有符号整数输出
%u 的意思是按照十进制的无符号整数输出
%o 的意思是按照八进制的有符号整数输出
%x 的意思是按照十六进制的有符号整数输出(小写)
%X 的意思是按照十六进制的有符号整数输出(大写)
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例如:-11在内存中存放是以补码的形式存放的。-11的补码如下:
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101
f   f     f     f       f       f        f      5
-11转换成十进制就是:4294967285

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signed int a;    //定义了一个有符号的int(关键字signed一般不用写)
unsigned int b;     //定义了一个无符号的int

long int 是长整型,在32位系统下是4个字节,在64位linux系统下是8个字节,在64位的windows系统下是4个字节。(大小是不稳定的)
long long int 是长长整型,在32位系统和64位系统下都是8个字节。(大小是稳定的)

unsigned short int    无符号的短整数类型(大小为2个BYTE(字节))
unsigned long int          无符号的长整数类型(大小是不稳定的)
unsigned long long int  无符号的长长整数类型(大小是稳定的)
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100      直接这样写表示是一个有符号的int
100u    直接这样写表示是一个无符号的int
100l          直接这样写表示是一个有符号的long
100ul        直接这样写表示是一个无符号的long
100ll         直接这样写表示是一个有符号的long long
100ull       直接这样写表示是一个无符号的long long

注意:在c语言中表达一个整数的常量,如果什么标示都不加,那么默认类型是signed int(有符号的int)

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整数的溢出:当超过一个整型能够存放最大的范围时,整数会溢出。
有两种溢出:
  符号位溢出:该溢出会导致数的正负发生改变。
  最高位溢出:该溢出会导致最高位的丢失。
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1、符号位溢出例子:该溢出会导致数的正负发生改变。
例如:
  int a = 0x7fffffff;
  a = a + 3;
  printf("%d\n",a);

int(默认为有符号的int)
0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
7       f     f       f       f        f       f       f
+1得到:
1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
+2得到:
1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
+3得到:(+3后该数变为负数了,而在计算机中,负数都是以补码的方式存放的,即该负数就是补码啦,那么知道补码求原码)
1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010

因为printf("%d\n",a);%d的意思是按照十进制的有符号整数输出的,即输出的是有符号的原码,
所以知道补码如何求原码?答:符号位不变,先取反,再 +1 即得;或者 符号位不变,先 -1 再取反也可以哦!
求得原码是:
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110
7    f        f       f       f       f       f        e
则输出的结果是:-2147483646
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2、最高位溢出例子:该溢出会导致最高位的丢失。
例如:
int 6 = 0xffffffff;
b = b + 3;
printf("%u\n",b);

unsigned int(无符号的int)
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
1 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
1 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
1 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010
因为printf("%u\n",b);%u的意思是按照十进制的无符号整数输出的,即输出的是无符号的原码,
原码是:
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 (把高位1丢掉了)
则输出的结果是:2

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大端对齐与小端对齐

计算机的内存最小单位是什么?是BYTE,是字节。
一个大于BYTE的数据类型在内存中存放的时候要有先后顺序。

高内存地址放整数的高位,低内存地址放整数的低位,这种方式叫倒着放,术语叫小端对齐。电脑X86和手机ARM都是小端对齐的。
高内存地址放整数的低位,低内存地址放整数的高位,这种方式叫正着放,术语叫大端对齐。很多Unix服务器的cpu都是大端对齐的。

如下图例子:(有个图片)

c语言基础学习03_数据类型与运算符
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char类型(字符类型)

单引号引起来的字符就是char常量
'a'     是一个字符类型的常量a,'a'其实指的是字符a的ASCII码,即所有的英文字符都是一个BYTE的整数,这个整数就是ASCII码。
"a"      是一个字符串类型的常量
'2'         这个是字符型的2,而不是数字2
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char a;    //定义了一个字符类型的变量,名字叫a。
char a = 'a'; //等号左边是一个变量,名字叫a;右边是一个字符常量,就是字母a。
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本质问题,至关重要:
char的本质其实是一个整数,大小是一个BYTE(字节),在c语言中没有BYTE这种数据类型,用char替代。
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1 #include <stdio.h>
2
3 int main()
4 {
5      char a = 'a';       //等号左边是一个变量,名字叫a;右边是一个字符常量,就是字母a。
6      int i = sizeof(a);
7      printf("%d\n", i);     //输出1
8      a = 4;           //此时char是一个有符号的char,也即有符号的int(只是该int的大小为1个字节)
9      a = a + 5;
10    printf("%d\n", a);    //输出9
11    a = 0x7f;
12    a += 3;
13    printf("%d\n", a);    //输出-126
14    unsigned char b = 0xff; //此时char是一个无符号的char,也即无符号的int(只是该int的大小为1个字节)
15    b = b +2;
16    printf("%u\n", b);    //输出1
17    a = 'B';                   //把字符B的ASCII码赋值给了a。
18    printf("%d\n", a);    //输出66
19    a = 'b';                   //把字符b的ASCII码赋值给了a。
20    printf("%d\n", a);   //输出98
21    a = 99;
22    printf("%c\n", a);   //输出c c% 输出一个char类型的常量或者变量
23    return 0;
24 }

符号位溢出:该溢出会导致数的正负发生改变。
//此时char是一个有符号的char,也即有符号的int(只是该int的大小为1个字节)
7  f
0111 1111
先加1得:
1000 0000
再加1得:
1000 0001
再加1得:
1000 0010 得到的就是负数了,而负数就是补码,就是知补码,求原码?
求原码得:
1111 1101 +1 得 1111 1110 输出的是:-126

最高位溢出:该溢出会导致最高位的丢失。
//此时char是一个无符号的char,也即无符号的int(只是该int的大小为1个字节)
f  f
1111 1111
先加1得:
1 0000 0000
再加1得:
1 0000 0001 得到1;因为一个char最大能放8个比特(bit),从左往右
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signed char        min:-128 ~ max:127
unsigned char    min: 0 ~ max:255
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键盘的ASCII很多,有些ASCII没法输入,比如退格效果(Backspace)怎么输入呢?用转义字符 \ 例如:
char a = 'a';            //等号左边是一个变量,名字叫a;右边是一个字符常量,就是字母a。
printf("hello world");
a = '\b';           //'\b'表示一个退格的ASCII
printf("%c",a);        //输出结果为:hello worl
printf("%c%c",a,a);  //输出结果为:hello wor

不可打印的字符(char)如下:
\a   警报
\b   退格
\n   换行
\r    回车
\t    制表符
\\    斜杠
\'    单引号
\"    双引号
\?      问号

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浮点类型:float、double、long double
char、short、int、long、long long这些类型都是存放整型,但这些类型无法处理小数

浮点类型   Linux系统下大小     windows系统下大小
float      4个字节           4个字节
double       8个字节             8个字节
long double    16个字节                12个字节
long           8个字节                  4个字节

%f   %lf    用来输出一个浮点数,不能用输出整型的转移符来输出一个浮点数
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小练习:
一个浮点数变量,小数点后面有一位
例如:
3.5
3.7
2.8
1.1
核心代码:
double a = 4.5
int b = a + 0.5;
a = b;
printf("%lf\n", a); //输出的时候要四舍五入,例如4.5输出5.000000

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类型限定:
const       是定义一个常量,不可以被改变的
volatile     代表定义一个变量,这个变量可能在cpu指令之外被改变
volatile int a;      //定义了一个volatile类型的int变量,通过volatile定义的变量,编译器不会自作聪明的去优化这个变量相关的代码。
register int a;     //定义了一个变量,是寄存器变量。建议把一个变量放入cpu的寄存器可以提升程序的运行效率。
           //register是建议型指令,而不是命令型指令,如果cpu有空闲寄存器,那么register就生效,如果没有空闲寄存器,那么register无效。

例如: int b = 0; register b = 0;
b = b + 1; b = b + 1;

mov b, 0 mov eax, 0
mov eax, b add eax, 1
add eax 1
mov b, eax

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字符串格式化输出和输入:

字符串在计算机内部的存储方式:字符串是内存中一段连续的char空间,以 \0 结尾。

'a'     在内存里就是一个字符a
"a"    在内存里是两个连续的字符,第一个是'a',第二个是'\0'
"hello world" 相当于 'h' 'e' ....... 'd' '\0'
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1、字符串格式化输出:
putchar    一次只能输出一个char
例如:

putchar(100); //输出的是ASCII d
putchar('a');   //输出的是 a
putchar(\n');  //输出的是 换行

printf       一次只能输出一个字符串

例如:

printf("hello world\n"); //输出的是 hello world

int a = 100;
printf(a);    //这样是错误的,应该如下:

int a = 100;
printf("%d\n", a);
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printf的格式:
      对应的数据类型:        含义:
%d       int            输出一个十进制的有符号的整数
%hd     short int        输出有符号的短整数
%hu     unsigned short int   输出无符号的短整数
%o       unsigned int       输出无符号的8进制整数
%u       unsigned int       输出无符号的10进制整数
%x        unsigned int       输出无符号的16进制整数(abcdef)
%X       unsigned int       输出无符号的16进制整数(ABCDEF)
%f        float或者double       输出单精度浮点数/双精度浮点数
%e/E      double           输出科学计数法表示的数
%c       char          可以把输入的数字按照ASCII相应转换为对应的字符
%s       char *          输出字符串中的字符直至字符串中的空字符(字符串以'\0'结尾,这个'\0'即是空字符)
%S       wchar t *
%p        void *            以16进制形式输出指针
%%       %            输出一个百分号
例如: printf("%p\n", &a);       //&a 的意思是:取变量a在内存中的地址(输出地址用 %p)
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printf的附加格式:
%l         ld、lu、lo、lx 表示长整数
%m       表示输出数据的最小宽度,默认为右对齐
%-        左对齐
%0       将输出的前面补上0,直到占满指定列宽为止(不可以搭配使用 - 哦)
例如:
long int      用%ld
long long int   用%lld

例如:

printf("(%6d)\n", a);       //输出的是:(   100)
printf("(%-6d)\n", a);     //输出的是:(100   )
printf("(%06d)\n", a);    //输出的是:(000100)
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2、字符串格式化输入:
getchar 函数:是从标准输入设备读取到一个char。需要包含头文件stdio.h,返回值是一个int,不需要传入参数。
scanf    函数:通过%d转义的方式可以得到用户通过标准输入设备输入的整数。

例如:

int a = getchar();
printf("%d\n", a);   //输出对应的一个字符的ASCII,假如键盘输入a,则输出97

例如:

int a;
scanf("%d", &a);   //特别注意:第二个参数是变量的地址,而不是变量本身
printf("%d\n", a);   //假如键盘输入300,则输出300

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VS2013的C4996错误解决方法?
由于微软在VS2013中不建议再使用c的传统库函数scanf,strcpy,sprintf等,
所以直接使用这些库函数会提示C4996错误,在源文件中添加以下指令就可以避免这个错误提示:
法一:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
把这个宏定义一定要放到.c文件的第一行
法二:
在主函数任意一行加上
#pragma warning(disable:4996)
如下图所示:

c语言基础学习03_数据类型与运算符

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基本运算符

%   取余运算
int a = 7 % 2;
printf("%d\n", a);   //输出的是:1
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a += 3;   //相当于 a = a + 3;
a -= 3;   //相当于 a = a - 3;
a *= 3;   //相当于 a = a * 3;
a /= 3;   //相当于 a = a / 3;
-----------------------------------------------------------------------------
a++;   //相当于a += 1;或者a = a + 1;
a--;     //相当于a -= 1;或者a = a - 1;

b = a++;  //先计算表达式的值,即先把a赋值给了b;然后a再自加1。
b = ++a;  //先a自加1后;然后把a自加后得到的赋值给b。
小结:谁在前面先计算谁!!!

例如:
int a = 3;
int b = a++;   //先计算表达式的值,即先把a的赋值给了b(b = a = 3);然后a再自加1(a = a + 1)。
printf("%d. %d\n",a, b); //输出的是:4,3

int a = 3;
int b = ++a;     //先a自加1得a = 4(a = a + 1),再把a的赋值给了b(b = a = 4)
printf("%d. %d\n",a, b); //输出的是:4,4
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不同厂家的编译器会有不同的结果:
在gcc的编译下:
int a = 3;
int b = ++a + a++;    //输出的是:5,9
int b = a++ + ++a;    //输出的是:5,8
printf("%d. %d\n",a, b);

在VS2013的编译下:
int a = 3;
int b = ++a + a++;    //输出的是:5,8
int b = a++ + ++a;    //输出的是:5,8
printf("%d. %d\n",a, b);
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逗号运算符:先计算逗号左边的值,再计算逗号右边的值,但整个语句的值是逗号右边的值。
(为什么呢?要注意先计算逗号左边的值是否对计算逗号右边的值有影响)
例如:
int a = 2;
int b = 3;
int c = 4;
int d = 5;
int i = (a = b, c + d);   //得到i的值为:9

int a = 2;
int b = 3;
int c = 4;
int d = 5;
int i = (a = b, a + d);     //得到i的值为:8
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运算符的优先级

优先级编号      运算符                                             优先级一样时:
1(优先级高)     []数组下标、()圆括号、()调用函数、{}语句块                           从左到右运算
2                ++、--、+前缀、-前缀、!前缀、~前缀、sizeof、

          *取指针值、&取地址值、(type)类型转换                                   从右到左运算(注意)
3            *、/、%取余                                         从左到右运算
4            +、-                                                 从左到右运算
5           <<、>>                                           从左到右运算
6           <、>、<=、>=                                       从左到右运算
7           ==、!=                                         从左到右运算
8           &                                            从左到右运算
9           ^                                             从左到右运算
10         |                                           从左到右运算
11         &&                                               从左到右运算
12           ||                                                      从左到右运算
13         ?                                   从右到左运算(注意)
14         =、*=、%=、+=、-=、<<=、>>=、&=、|=、^=               从右到左运算(注意)
15(优先级低)      ,逗号运算符                                从左到右运算

注意:如果不能确定优先级,或者要改变默认的优先级,用()小括号。
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类型转换

double f = (double)5/2;      //强制转换,把int的5强转为double类型的5.000000,输出是:2.500000
double f = (double)(5/2);   //强制转换,把int的5/int的2的结果强转为double类型,输出是:2.000000

c语言约定:
1、两个整数计算的结果也是一个整数
2、浮点数与整数计算的结果是浮点数,浮点数和浮点数计算的结果还是浮点数

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