初识结构体，整型提升及操作符的属性

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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;
}

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：

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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

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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？

1. 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
2. 无符号整数提升，高位补0

多说无益，拿例子来看：

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

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。

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。

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总结

虽然在这里已经有了操作符的优先级和结合性，但如果我们写代码的时候表达式过于复杂，计算结果的路径不唯一，一串代码同一函数多次调用，任有可能写出问题代码（因为调用的先后次序无从得知，不同编译器下的计算次序可能不同），所以在平时写代码的时候，表达式还是建议多次拆分，简单化更好。

这次决定把文章的重点内容设为标题看一看效果，因为前几篇文章流量不太好，有点小伤心，希望喜欢作者文章的靓仔靓女多多点赞支持一下，你们的支持就是我最大的动力！