C - Operatoren: Ihr Schlüssel zur Programmierzauberei

Hallo daar, zukünftige Programmierhexer! ? Ich bin begeistert, Ihr Führer auf dieser spannenden Reise in die Welt der C-Programmierung zu sein. Heute werden wir das magische Reich der Operatoren in C erkunden. Keine Sorge, wenn Sie noch nie eine Codezeile geschrieben haben – wir beginnen bei den Anfängen und arbeiten uns gemeinsam nach oben vor.

Arithmetische Operatoren: Die Grundzauber

Lassen Sie uns mit den einfachsten Zaubern in unserem Programmierzauberbuch beginnen – den arithmetischen Operatoren. Diese sind die Grundbausteine der meisten Berechnungen in C.

Die Fünf Größen der Arithmetik

Hier sind die fünf grundlegenden arithmetischen Operatoren:

Operator	Name	Beispiel
+	Addition	5 + 3 = 8
-	Subtraktion	7 - 2 = 5
*	Multiplikation	4 * 6 = 24
/	Division	10 / 2 = 5
%	Modulus (Rest)	7 % 3 = 1

Sehen wir uns diese im Einsatz an:

#include <stdio.h>

int main() {
int a = 10, b = 3;

printf("Addition: %d\n", a + b);
printf("Subtraktion: %d\n", a - b);
printf("Multiplikation: %d\n", a * b);
printf("Division: %d\n", a / b);
printf("Modulus: %d\n", a % b);

return 0;
}

Wenn Sie diesen Code ausführen, sehen Sie:

Addition: 13
Subtraktion: 7
Multiplikation: 30
Division: 3
Modulus: 1

Beobachten Sie, wie die Division einen Ganzzahlwert gibt statt 3.33? Das liegt daran, dass wir bei der Division von Ganzzahlen in C einen Ganzzahlwert erhalten. Der Modulus-Operator (%) gibt uns den Rest nach der Division.

Relationale Operatoren: Apfel und Orangen vergleichen

Nun, da wir Grundrechenarten beherrschen, lernen wir, wie man Dinge vergleicht. Relationale Operatoren sind wie die Richter in einer Talentshow – sie vergleichen zwei Werte und sagen uns, wie sie zueinander stehen.

Hier ist unser Lineup der relationalen Operatoren:

Operator	Bedeutung	Beispiel
==	Gleich	5 == 5 ist wahr
!=	Ungleich	5 != 3 ist wahr
>	Größer als	7 > 3 ist wahr
<	Kleiner als	2 < 8 ist wahr
>=	Größer oder gleich	5 >= 5 ist wahr
<=	Kleiner oder gleich	4 <= 4 ist wahr

Sehen wir uns diese an:

#include <stdio.h>

int main() {
int x = 5, y = 8;

printf("x == y: %d\n", x == y);
printf("x != y: %d\n", x != y);
printf("x > y: %d\n", x > y);
printf("x < y: %d\n", x < y);
printf("x >= y: %d\n", x >= y);
printf("x <= y: %d\n", x <= y);

return 0;
}

Dies wird ausgeben:

x == y: 0
x != y: 1
x > y: 0
x < y: 1
x >= y: 0
x <= y: 1

In C bedeutet 0 falsch und jeder von 0 verschiedene Wert (normalerweise 1) bedeutet wahr. Also können wir sehen, dass 5 wirklich nicht gleich 8 ist und kleiner als 8 ist.

Logische Operatoren: Die Entscheidungsträger

Logische Operatoren sind wie die weisen Ältesten unseres Programmierdorfes. Sie helfen uns, komplexe Entscheidungen zu treffen, indem sie einfachere Bedingungen kombinieren.

Hier sind unsere logischen Operatoren:

Operator	Bedeutung	Beispiel
&&	UND	(5 > 3) && (4 < 7) ist wahr
||	ODER	(5 > 8) || (4 < 7) ist wahr
!	NICHT	!(5 > 8) ist wahr

Sehen wir uns, wie diese funktionieren:

#include <stdio.h>

int main() {
int a = 5, b = 3, c = 8;

printf("(a > b) && (c > a): %d\n", (a > b) && (c > a));
printf("(a > b) || (a > c): %d\n", (a > b) || (a > c));
printf("!(a > b): %d\n", !(a > b));

return 0;
}

Dies wird ausgeben:

(a > b) && (c > a): 1
(a > b) || (a > c): 1
!(a > b): 0

Der UND-Operator (&&) gibt nur dann wahr zurück, wenn beide Bedingungen wahr sind. Der ODER-Operator (||) gibt wahr zurück, wenn mindestens eine Bedingung wahr ist. Der NICHT-Operator (!) kehrt den Wahrheitswert um.

Bitweise Operatoren: Die Binärzauberer

Nun betreten wir das Reich der binären Magie. Bitweise Operatoren arbeiten direkt mit den binären Darstellungen von Zahlen. Sie sind wie die Mikroskope der Programmierwelt, die es uns ermöglichen, einzelne Bits zu sehen und zu manipulieren.

Hier sind unsere bitweisen Operatoren:

Operator	Name	Beispiel
&	Bitweises UND	5 & 3 = 1
|	Bitweises ODER	5 | 3 = 7
^	Bitweises XOR	5 ^ 3 = 6
~	Bitweises NICHT	~5 = -6
<<	Linksverschiebung	5 << 1 = 10
>>	Rechtsverschiebung	5 >> 1 = 2

Sehen wir uns diese im Einsatz an:

#include <stdio.h>

int main() {
unsigned int a = 5, b = 3;  // 5 ist 101 in binär, 3 ist 011

printf("a & b = %u\n", a & b);   // 101 & 011 = 001
printf("a | b = %u\n", a | b);   // 101 | 011 = 111
printf("a ^ b = %u\n", a ^ b);   // 101 ^ 011 = 110
printf("~a = %d\n", ~a);         // ~101 = ...11111010 (Zweierkomplement)
printf("a << 1 = %u\n", a << 1); // 101 wird zu 1010
printf("a >> 1 = %u\n", a >> 1); // 101 wird zu 10

return 0;
}

Dies wird ausgeben:

a & b = 1
a | b = 7
a ^ b = 6
~a = -6
a << 1 = 10
a >> 1 = 2

Diese Operatoren sind besonders nützlich, wenn Sie mit niedriger Programmierebene arbeiten oder Ihren Code optimieren möchten.

Zuweisungsoperatoren: Die Wertewandler

Zuweisungsoperatoren sind wie die Schreiber unserer Programmierwelt. Sie schreiben (oder weisen) Werte Variablen zu. Lassen Sie uns unsere Zuweisungsoperatoren kennenlernen:

Operator	Beispiel	Äquivalent zu
=	x = 5	x = 5
+=	x += 3	x = x + 3
-=	x -= 2	x = x - 2
*=	x *= 4	x = x * 4
/=	x /= 2	x = x / 2
%=	x %= 3	x = x % 3
<<=	x <<= 2	x = x << 2
>>=	x >>= 1	x = x >> 1
&=	x &= 3	x = x & 3
^=	x ^= 5	x = x ^ 5
|=	x |= 3	x = x | 3

Hier ist ein kurzes Beispiel:

#include <stdio.h>

int main() {
int x = 10;

x += 5;  // x ist jetzt 15
printf("Nach x += 5: %d\n", x);

x *= 2;  // x ist jetzt 30
printf("Nach x *= 2: %d\n", x);

x %= 7;  // x ist jetzt 2 (30 % 7 = 2)
printf("Nach x %%= 7: %d\n", x);

return 0;
}

Dies wird ausgeben:

Nach x += 5: 15
Nach x *= 2: 30
Nach x %= 7: 2

Diese Operatoren sind Abkürzungen, die unseren Code kompakter und oft lesbarer machen.

Verschiedene Operatoren: Die Spezialeinheiten

Nun lernen wir einige spezielle Operatoren, die nicht in unsere anderen Kategorien passen.

sizeof-Operator

Der sizeof-Operator tells us the size of a variable or data type in bytes. It's like a measuring tape for our data.

#include <stdio.h>

int main() {
int x;
char c;
float f;

printf("Größe von int: %zu Bytes\n", sizeof(x));
printf("Größe von char: %zu Bytes\n", sizeof(c));
printf("Größe von float: %zu Bytes\n", sizeof(f));

return 0;
}

Dies könnte (abhängig von Ihrem System) ausgeben:

Größe von int: 4 Bytes
Größe von char: 1 Byte
Größe von float: 4 Bytes

Ternary Operator

The ternary operator is like a compact if-else statement. It's written as condition ? value_if_true : value_if_false.

#include <stdio.h>

int main() {
int x = 10;
int y = (x > 5) ? 1 : 0;

printf("y = %d\n", y);

return 0;
}

Dies wird ausgeben:

y = 1

Weil x größer als 5 ist, wird y dem Wert 1 zugewiesen.

Operatorpräcedenz in C: Die Hierarchie

Genau wie in der Mathematik hat C eine Hierarchie der Operationen. Diese Hierarchie bestimmt, welche Operationen first, wenn mehrere Operatoren in einem einzigen Ausdruck verwendet werden.

Hier ist eine vereinfachte Präcedenztabelle, von höchster zu niedrigster:

Präcedenz	Operator
1	() [] -> .
2	! ~ ++ -- + - * & (type) sizeof
3	* / %
4	+ -
5	<< >>
6	< <= > >=
7	== !=
8	&
9	^
10	|
11	&&
12	||
13	?:
14	= += -= *= /= %= &= ^= |= <<= >>=
15	,

Denken Sie daran, wenn Sie unsicher sind, verwenden Sie Klammern, um Ihre Absichten klarzustellen!

Weitere Operatoren in C: Die versteckten Juwelen

Es gibt einige weitere Operatoren in C, die wir noch nicht abgedeckt haben:

1. Der Komma-Operator (,): Er ermöglicht es Ihnen, mehrere Ausdrücke zu verwenden, wo nur einer erwartet wird.
2. Der Adress-of-Operator (&): Er gibt die Speicheradresse einer Variablen zurück.
3. Der Dereference-Operator (*): Er greift auf den Wert an einer bestimmten Speicheradresse zu.
4. Der Structure-Member-Operator (.): Er greift auf Mitglieder einer Struktur zu.
5. Der Structure-Pointer-Operator (->): Er greift auf Mitglieder einer Struktur durch einen Zeiger zu.

Wir werden diese genauer untersuchen, wenn wir in Zukunft zu Zeigern und Strukturen einführen.

Und so ist es, meine jungen Programmierlehrlinge! Wir haben die Reise durch das Land der C-Operatoren gemacht, von den einfachen arithmetischen Zaubern bis zu den komplexen bitweisen Beschwörungen. Denken Sie daran, Übung macht den Meister, also experimentieren Sie gerne mit diesen Operatoren in Ihrem eigenen Code. Frohes Coden, und möge das Bit immer in Ihrer Gunst sein! ?‍♂️?

Credits: Image by storyset