C语言-Day03
“C语言部分-Day03”
一、类型转换
为什么需要类型转换？
- 计算机硬件只能对“相同类型”的数据进行运算
何时会发生类型转换？
- 当给定的数据类型和需要的数据类型不匹配时
如何进行类型转换？
- 隐式类型转换：编译器做的类型转换
- 显示类型转换：又叫强制类型转换，是程序员手动进行的转换
1.1 隐式类型转换
隐式类型转换默认存在两条规则
第一条：
short,char --> int --> long --> long long --> float --> double第二条:
signed --> unsigned案例：
int i = -1;
unsigned int u = 100;
if (i < u) {
printf("i is less than u\n");
}
else {
printf("i is greater than u\n"); // 是它 why?
}此案例的结果输出为”i is greater than u”，因为当变量i去和unsigned int类型的变量u对比时，变量i会隐式转换为unsigned int类型：i十六进制表示为0xFFFFFFFF，u的十六进制表示为0x00000064，因此i比u大
避免这样使用！
1.2 强制类型转换
让程序员更精确地控制类型转换
案例一：计算浮点数的小数部分
double d = 3.14, fraction;
fraction = d - (int)d; // 强转为int类型
printf("fration = %.2lf\n", fraction); // 输出0.14案例二：使代码可读性更高
float f = 3.14f;
int i = (int)f; // 一目了然案例三：对类型转换进行更精确的控制
int d1 = 4, d2 = 3;
double q;
q = d1 / d2;
printf("q = %lf\n", q); // 输出1.000000
q = (double)d1 / d2;
printf("q = %lf\n", q); // 输出1.333333案例四：避免数据溢出) (计算一天多少毫秒，多少纳秒
// 一天多少毫秒
long long millisPerday = 24 * 60 * 60 * 1000;
// 一天多少纳秒
long long nanosPersday = 24 * 60 * 60 * 1000 * 1000 * 1000;
printf("%lld\n", nanosPersday / millisPerday); // 结果不是10000，居然是-21？？为什么结果是-21？
因为24、60、1000都是int类型的，相乘后也是int类型，在nanosPerday的乘法计算后，已经超出了int的范围（-2147483648到2147483647）
解决方法：强转为long long类型
// 一天多少纳秒
long long nanosPersday = (long long)24 * 60 * 60 * 1000 * 1000 * 1000;二、运算符
2.1 typedef （TODO可以补充）
typedef用于给类型起别名，例如
#include <stdio.h>
// 给int起别名Bool
typedef int Bool;
// 其实也能用宏定义来起别名
#define Bool2 int
int main(void) {
Bool b = 1;
printf("b = %d\n", b);
Bool2 b2 = 200;
printf("b2 = %d\n", b2);
return 0;
}Q1：当定义别名时，使用typdef和使用宏定义的区别是什么？
宏定义是在预处理阶段做简单的文本替换，因此当编译器识别宏定义，当错误发生时不能给出一些友好的提示，而typedef定义的别名，是在编译阶段生效，可以在错误发生时给出提示
因此：定义类型的时候，请使用typedef
使用变量起别名的好处：
- 增强代码可读性
- 增强大码可移植性
2.2 sizeof运算符
sizeof运算符用于计算某个数据类型所占的空间大小（单位：字节）
注意事项：
- sizeof是运算符，不是函数
- sizeof在编译期间进行计算，他是一个常量表达式，可以表示数组的长度，例如
int i = 3;
int arr[sizeof(i)];2.3 算术运算符(TODO公式有问题)
加(+)减(-)乘(*)除(/)、以及取模(%)
注意事项：
- 其中加减乘除可以用于浮点数，但是取模要求两个操作数都是整数
- 两个整数相除，其结果也是整数
i%j的结果可能为负数，符号与i的符号相同，满足公式：（缺失），比如：
4 % 3 = 1;
-4 % 3 = -1;
4 % -3 = 1;
-4 % -3 = -1;取余的案例：判断一个数字是否为奇数
bool is_odd(int n) {
// return n % 2 == 1; // 不推荐，不严谨，当n为负数时会出问题
return n % 2 != 0; // 推荐
return n & 1; // 推荐，代码量最少，可读性较差
}2.4 赋值运算符
2.4.1 简单赋值
案例
float f;
int i;
f = i = 3.14f;
输出:
f = 3.0
i = 3注意事项：
- 赋值过程中可能有隐式转换，例如
int i = 3.14;，隐式转换为int类型- 赋值是从右到左的，例如：
a = b = 30;
2.4.2 复合赋值
+= -= *= /=
案例：
a += b
// 等同于
a = a + b2.5 自增和自减运算符
自增表示为++，自减表示为–：
- i++：表达式的值为i，副作用是i自增
- ++i：表达式的值为（i++），副作用是i自增
自增的案例：
int i, j, k;
i = 1;
j = 2;
k = ++i + j++;
printf("i = %d, j = %d, k = %d\n", i, j, k);
// 2 3 42.6 关系运算符
包含：小于<，大于，大于等于>=，小于等于<=
注意事项：
i < j < k怎么计算？先计算（i < j），得到的结果（0/1）后，再计算（0/1）< k，因此，
正确的写法是：
j < i && j< k;
2.7 判等运算符
包含：==，!=
其运算结果要么为0，要么为1
2.8 逻辑运算符
包含：与&&，或||，非！
注意事项：
&&和||会发生短路现象，例如：
e1 && e2：先计算e1表达式，若e1为false，则不再计算e2e1 || e2：先计算e1表达式，若e1为true，则不再计算e2
2.9 位运算符（TODO需要补充位运算的知识）
分为：
- 左移<<
- 右移>>
- 与
- 或|
- 非^
- 异或~：相同为0，不同为1
2.9.1 左移右移
1、左移案例：
i << j，表示将i左移j位，在右边补0
short s = 13;
printf("%d\n", s << 2); // 输出52二进制数13，用位表示：00001101，左移2位之后，是00110100，转换后为4+16+32 = 52，若没有发生溢出，左移j位，相当于乘以2^j，如13左移2位 = 13 * 2 ^ 2 = 13 * 4 = 52
2、右移案例
i >> j，表示将i右移j位，若i为无符号数，或者非负数，则左补0，若i为负数，它的行为由实现定义，有的左补0，有的左补1
short s = 13;
printf("%d\n", s >> 2); // 输出32.9.2 按位运算
1、按位取反(~)
short i = 3, j = 4;
printf("i = %d, j = %d\n", ~i, ~j); // -4 -5以i为例：0000 0000 0000 0000 0011，取反之后为 1111 1111 1111 1100，结果是-4 （TODO 我不知道怎么算的，而且怎么一下是8位，一下是16位！！）
2、异或的几个特性
a ^ 0 = a;
a ^ a = a;
a ^ b = b ^ a; // 交换性
a ^ ( b ^ c ) = ( a ^ b ) ^ c // 结合性3、使用案例：
案例1：如何判断一个数是否是奇数：
bool is_odd(int a) {
return a & 0x1; // 与1按位与
}案例2：判断一个数是否为2的幂数【TODO 补充方法1】
方法1：
bool isPowerOf2(unsigned int num) 方法2：利用特性，2的幂次只有1一个1
bool isPowerOf2_2(unsigned int num) {
return (num & num - 1) == 0;
}案例3：给定一个不为0的整数，找出值为1，且权重最低的位，如输入0011 0100，输出4
// 两种方法都可以
((n ^ n - 1) + 1) >> 1
n & (-n)案例4：给定一个整数数组，里面的数都是成对的，只有一个数例外，请找出它：
int findSigleNum(int arr[], int n) {
int sigleNum = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
sigleNum ^= arr[i];
}
return sigleNum;
}
// 测试
int arr[10] = { 1,1,2,2,4,5,5,6,6 };
printf("%d\n", findSigleNum(arr, 10)); // 4