初識結構體，整型提升及操作符的屬性

一、結構體成員訪問操作符

1.1 結構體

C語言已經提供了內置類型，如：char,short,int,long,float,double等，但是只有這些內置類型還是不夠的，假設我想描述學生，描述一本書，這時單一的內置類型是不行的。

描述一個學生需要名字，年齡，學號，身高，體重等

描述一本書需要作者，出版社，定價等。C語言為了解決這個問題，增加了結構體這種自定義的數據類型，讓程序員可以自己創造適合的類型。

注：結構是一些值的集合，這些值稱為成員變量。結構的每個成員可以是不同類型的變量，如：標量、數組、指針，甚至是其他結構體。

這里可以和數組相比較

數組：是一組相同類型的元素的集合

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

這里的member-list可能有多個值，值叫成員變量。variable-list變量列表可有可無。

//聲明了一個結構體類型
struct Stu
{//1個或多個成員 - 這些成員都是用來描述學生的char name[20];int age;char id[11];float score;//...
} s6,s7,s8;//全局變量

其大體形式就如圖示代碼，s6,s7,s8就是變量列表，其相當于在聲明類型的時候順便創建了幾個變量，相當于全局變量，也可以不寫，在下面單獨創建。

//聲明了一個結構體類型
struct Stu
{//1個或多個成員 - 這些成員都是用來描述學生的char name[20];int age;char id[11];float score;//...
} s6,s7,s8;//全局變量，聲明類型的同時定義s6,s7,s8struct Stu s4;//全局變量，定義結構體變量s4
struct Stu s5;//全局變量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"};//指定順序初始化struct Stu s3;//局部變量return 0;
}

在這里插入圖片描述
編譯器在默認情況下會將85.5認定為double類型，所以要加一個f，搞成float類型。

而且在默認情況下，結構體的初始化變量只能按順序初始化，即按結構體的聲明順序來創建，如果想要指定初始化順序，就要使用操作符（.）來訪問結構體成員了。
使用方法：結構體變量.成員名

結構體也可以嵌套使用，即在結構體中引用結構體：

//聲明了一個結構體類型
struct Peo
{char name[30];int age;char tele[12];
};struct Ebook
{struct Peo data[100];//可以存放100個人的信息int count;//當前已經存的個數
};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);//. : 結構成員訪問操作符//結構體變量.結構體成員return 0;
}

這里也不太好說，直接看監視窗格就懂了：
在這里插入圖片描述

二、操作符的屬性：優先級、結合性

C語言的操作符有兩個重要的屬性：優先級、結合性，這兩個屬性決定了表達式求值的計算順序。

2.1 優先級

優先級指的是，如果一個表達式包含多個運算符，哪個運算符應該優先執行。各種運算符的優先級是不一樣的。

3 + 4 *5

該示例中，表達式3+45里既有加法運算符，又有乘法運算符。由于乘法的優先級高于加法，所以會先計算45，而不是先計算3+4.

2.2 結合性

如果兩個運算符優先級相同，優先級沒辦法確定先計算哪個了，這時候就需要看結合性了，則根據運算符是左結合，還是右結合，決定執行順序。大部分運算符是左結合（從左到右執行），少數運算符是右結合（從右向左執行），比如賦值運算符（=）

5 * 6 / 2

該示例中，*和/的優先級相同，他們都是左結合運算符，所以從左到右執行，先計算5×6，再計算/2。

運算符的優先順序很多，下面是部分運算符的優先級順序（按照優先級從高到低排列）

圓括號（（））
自增運算符（++），自減運算符（–）
單目運算符（+和-）
乘法（*），除法（/）
加法（+），減法（-）
關系運算符（<、>等）
賦值運算符（=）

補充：圓括號的優先級是最高的，可以使用它來改變其他運算符的優先級。

C 運算符優先級

優先級	運算符	描述	結合性
1	++ – () [] . -> (type){list}	后綴/后置自增和自減函數調用數組下標結構體和共用體成員訪問通過指針訪問結構體和共用體成員復合字面量[C99]	從左到右
2	++ – + - ! ~ (type) * & sizeof _Alignof	前綴自增和自減[注釋1] 單目正負邏輯非和按位取反強制類型轉換間接訪問（解引用）取地址求大小[注釋2] 對齊要求[C11]	從右到左
3	* / %	乘法、除法和取余	從左到右
4	+ -	加法和減法	從左到右
5	<< >>	按位左移和右移	從左到右
6	< <=	用于關系運算符 < 和 ≤ （分別對應）	-
7	> >=	用于關系運算符 > 和 ≥ （分別對應）	-
8	== !=	用于關系運算符 ==（等于）和 !=（不等于）（分別對應）	-
9	&	按位與	-
10	^	按位異或（獨占或）	-
11	\|	按位或（包含或）	-
12	&&	邏輯與	-
13	\|\|	邏輯或	-
14	?:	條件運算符[注釋3]	從右到左
15[注釋4]	= += -= *= /= %= <<= >>= &= ^= \|=	簡單賦值加法賦值、減法賦值乘法賦值、除法賦值、取余賦值按位左移賦值、按位右移賦值按位與賦值、按位異或賦值、按位或賦值	-
16	,	逗號	從左到右

三、表達式求值

3.1 整型提升

C語言中整型算術運算總是至少以默認整型類型的精度來進行的。

為了獲得這個精度，表達式中的字符和短整型操作數在使用之前被轉換為普通整型，這種轉換稱為整型提升

整型提升的意義：
表達式中的整型運算要在CPU的響應運算器件內執行,CPU整型運算器（ALU）的操作數的字節長度一般就是int的字節長度，同時也是CPU的通用寄存器的長度。
因此，即使兩個char類型的相加，在CPU執行時實際上也要先轉換為CPU內整型操作數的標準長度。
通用CPU（general-purpose CPU)是難以直接實現兩個8比特字節直接相加運算（雖然極其指令中可能有這種字節相加指令）。所以，表達式中各種長度可能小于int長度的整型值，都必須先轉換為int或unsigned int，然后才能送入CPU去執行運算。

如何進行整型提升呢？

有符號整數提升是按照變量的數據類型的符號位來提升的
無符號整數提升，高位補0

多說無益，拿例子來看：
在這里插入圖片描述
看到這串代碼，你的第一反應c的值是多少呢？
會不會是140呢？
哈哈我既然拿出來了，它當然就沒有那么簡單了，打印出的值是-116

首先排除140，因為char類型的取值范圍是：-128-127，他根本就存不下140，這里就要進行整型提升的操作：

首先這里20是int類型，4個字節要放到char里面去，char只有一個字節的空間，所以只能有8個比特位，這就需要截斷一部分了，這里是截斷高位，保留低位，這里a和b相加的時候要發生整型提升
在這里插入圖片描述
在我們當前的msvc編譯器下，char就是所謂的signed char，所以整型提升就按第一個走

過程展示

在這里插入圖片描述

因為這里%d注釋處的原因，加和起來的c也需要整型提升

3.2 算數轉化

如果某個操作符的各個操作數屬于不同的類型，那么除非其中一個操作數轉換為另一個操作數的類型，否則操作無法進行，下面的圖中的層次體系就稱為尋常算術轉換。
在這里插入圖片描述
編譯器會根據內容自動轉換數據類型，是由小的類型向大的類型轉化，就如箭頭所指方向

比如這里整型100+浮點型55.5，編譯器就會自動將整型100轉換為浮點型100，再進行相加和。