初识结构体，整型提升及操作符的属性

一、结构体成员访问操作符

1.1 结构体

C语言已经提供了内置类型，如：char,short,int,long,float,double等，但是只有这些内置类型还是不够的，假设我想描述学生，描述一本书，这时单一的内置类型是不行的。

描述一个学生需要名字，年龄，学号，身高，体重等

描述一本书需要作者，出版社，定价等。C语言为了解决这个问题，增加了结构体这种自定义的数据类型，让程序员可以自己创造适合的类型。

注：结构是一些值的集合，这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量，如：标量、数组、指针，甚至是其他结构体。

这里可以和数组相比较

数组：是一组相同类型的元素的集合

struct tag
{member-list;
}variable-list;//变量列表

这里的member-list可能有多个值，值叫成员变量。variable-list变量列表可有可无。

//声明了一个结构体类型
struct Stu
{//1个或多个成员 - 这些成员都是用来描述学生的char name[20];int age;char id[11];float score;//...
} s6,s7,s8;//全局变量

其大体形式就如图示代码，s6,s7,s8就是变量列表，其相当于在声明类型的时候顺便创建了几个变量，相当于全局变量，也可以不写，在下面单独创建。

//声明了一个结构体类型
struct Stu
{//1个或多个成员 - 这些成员都是用来描述学生的char name[20];int age;char id[11];float score;//...
} s6,s7,s8;//全局变量，声明类型的同时定义s6,s7,s8struct Stu s4;//全局变量，定义结构体变量s4
struct Stu s5;//全局变量int main()
{int num = 0;struct Stu s1 = {"zhangsan", 20, "2024010102", 85.5f};struct Stu s2 = {.age=18, .name="wangcai",.score=95.5f,.id = "2025010102"};//指定顺序初始化struct Stu s3;//局部变量return 0;
}

在这里插入图片描述
编译器在默认情况下会将85.5认定为double类型，所以要加一个f，搞成float类型。

而且在默认情况下，结构体的初始化变量只能按顺序初始化，即按结构体的声明顺序来创建，如果想要指定初始化顺序，就要使用操作符（.）来访问结构体成员了。
使用方法：结构体变量.成员名

结构体也可以嵌套使用，即在结构体中引用结构体：

//声明了一个结构体类型
struct Peo
{char name[30];int age;char tele[12];
};struct Ebook
{struct Peo data[100];//可以存放100个人的信息int count;//当前已经存的个数
};int main()
{struct Peo p1 = {"zhangsan", 20, "15598888888"};struct Ebook eb = { {{"wangwu", 19, "13396668866"},{"cuihua", 18, "18696866688"}},  0};//printf("%s\n", p1.name);//printf("%d\n", p1.age);//printf("%s\n", p1.tele);printf("%s\n", eb.data[1].name);printf("%d\n", eb.data[1].age);printf("%s\n", eb.data[1].tele);//. : 结构成员访问操作符//结构体变量.结构体成员return 0;
}

这里也不太好说，直接看监视窗格就懂了：
在这里插入图片描述

二、操作符的属性：优先级、结合性

C语言的操作符有两个重要的属性：优先级、结合性，这两个属性决定了表达式求值的计算顺序。

2.1 优先级

优先级指的是，如果一个表达式包含多个运算符，哪个运算符应该优先执行。各种运算符的优先级是不一样的。

3 + 4 *5

该示例中，表达式3+45里既有加法运算符，又有乘法运算符。由于乘法的优先级高于加法，所以会先计算45，而不是先计算3+4.

2.2 结合性

如果两个运算符优先级相同，优先级没办法确定先计算哪个了，这时候就需要看结合性了，则根据运算符是左结合，还是右结合，决定执行顺序。大部分运算符是左结合（从左到右执行），少数运算符是右结合（从右向左执行），比如赋值运算符（=）

5 * 6 / 2

该示例中，*和/的优先级相同，他们都是左结合运算符，所以从左到右执行，先计算5×6，再计算/2。

运算符的优先顺序很多，下面是部分运算符的优先级顺序（按照优先级从高到低排列）

圆括号（（））
自增运算符（++），自减运算符（–）
单目运算符（+和-）
乘法（*），除法（/）
加法（+），减法（-）
关系运算符（<、>等）
赋值运算符（=）

补充：圆括号的优先级是最高的，可以使用它来改变其他运算符的优先级。

C 运算符优先级

优先级	运算符	描述	结合性
1	++ – () [] . -> (type){list}	后缀/后置自增和自减函数调用数组下标结构体和共用体成员访问通过指针访问结构体和共用体成员复合字面量[C99]	从左到右
2	++ – + - ! ~ (type) * & sizeof _Alignof	前缀自增和自减[注释1] 单目正负逻辑非和按位取反强制类型转换间接访问（解引用）取地址求大小[注释2] 对齐要求[C11]	从右到左
3	* / %	乘法、除法和取余	从左到右
4	+ -	加法和减法	从左到右
5	<< >>	按位左移和右移	从左到右
6	< <=	用于关系运算符 < 和 ≤ （分别对应）	-
7	> >=	用于关系运算符 > 和 ≥ （分别对应）	-
8	== !=	用于关系运算符 ==（等于）和 !=（不等于）（分别对应）	-
9	&	按位与	-
10	^	按位异或（独占或）	-
11	\|	按位或（包含或）	-
12	&&	逻辑与	-
13	\|\|	逻辑或	-
14	?:	条件运算符[注释3]	从右到左
15[注释4]	= += -= *= /= %= <<= >>= &= ^= \|=	简单赋值加法赋值、减法赋值乘法赋值、除法赋值、取余赋值按位左移赋值、按位右移赋值按位与赋值、按位异或赋值、按位或赋值	-
16	,	逗号	从左到右

三、表达式求值

3.1 整型提升

C语言中整型算术运算总是至少以默认整型类型的精度来进行的。

为了获得这个精度，表达式中的字符和短整型操作数在使用之前被转换为普通整型，这种转换称为整型提升

整型提升的意义：
表达式中的整型运算要在CPU的响应运算器件内执行,CPU整型运算器（ALU）的操作数的字节长度一般就是int的字节长度，同时也是CPU的通用寄存器的长度。
因此，即使两个char类型的相加，在CPU执行时实际上也要先转换为CPU内整型操作数的标准长度。
通用CPU（general-purpose CPU)是难以直接实现两个8比特字节直接相加运算（虽然极其指令中可能有这种字节相加指令）。所以，表达式中各种长度可能小于int长度的整型值，都必须先转换为int或unsigned int，然后才能送入CPU去执行运算。

如何进行整型提升呢？

有符号整数提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的
无符号整数提升，高位补0

多说无益，拿例子来看：
在这里插入图片描述
看到这串代码，你的第一反应c的值是多少呢？
会不会是140呢？
哈哈我既然拿出来了，它当然就没有那么简单了，打印出的值是-116

首先排除140，因为char类型的取值范围是：-128-127，他根本就存不下140，这里就要进行整型提升的操作：

首先这里20是int类型，4个字节要放到char里面去，char只有一个字节的空间，所以只能有8个比特位，这就需要截断一部分了，这里是截断高位，保留低位，这里a和b相加的时候要发生整型提升
在这里插入图片描述
在我们当前的msvc编译器下，char就是所谓的signed char，所以整型提升就按第一个走

过程展示

在这里插入图片描述

因为这里%d注释处的原因，加和起来的c也需要整型提升

3.2 算数转化

如果某个操作符的各个操作数属于不同的类型，那么除非其中一个操作数转换为另一个操作数的类型，否则操作无法进行，下面的图中的层次体系就称为寻常算术转换。
在这里插入图片描述
编译器会根据内容自动转换数据类型，是由小的类型向大的类型转化，就如箭头所指方向

比如这里整型100+浮点型55.5，编译器就会自动将整型100转换为浮点型100，再进行相加和。