Operatori și expresii

1Obiectivele lucrării

• Clasificarea operatorilor după numărul de operanzi și după tipul operației
• Folosirea corectă a împărțirii întregi și a operatorului modulo
• Distingerea operatorilor logici de cei pe biți
• Aplicarea regulilor de precedență și asociativitate
• Înțelegerea diferenței dintre preincrementare și postincrementare
• Controlul conversiilor implicite și explicite de tip

2Clasificarea operatorilor

Operatorii se pot grupa după numărul de operanzi:

Operatorii proprii limbajului C++, care nu există în C: new, delete, operatorul de scop ::, pointerul la membru .* și forma sa echivalentă ->*.

3Operatori aritmetici

4Operatori relaționali și logici

5Operatori pe biți

6Laborator de biți

Comutați biții direct pe reprezentarea binară și urmăriți cum se formează rezultatul, poziție cu poziție. Încercați în special << și >> pentru a vedea echivalența cu înmulțirea și împărțirea la puteri ale lui 2.

7Precedență și asociativitate

8Simulator: preincrementare vs. postincrementare

Diferența dintre ++i și i++ apare doar când rezultatul expresiei este folosit. Urmăriți pas cu pas ce valoare are variabila și ce valoare are expresia.

9Conversii de tip

Când operanzii au tipuri diferite, compilatorul convertește automat spre tipul „mai încăpător":

char / short  ->  int  ->  unsigned int  ->  long  ->  float  ->  double

10Cod sursă

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 7, b = 2;

    printf("a / b       = %d\n",   a / b);            // 3  - trunchiat
    printf("a %% b       = %d\n",   a % b);            // 1  - restul
    printf("(float)a/b  = %.3f\n", (float)a / b);     // 3.500 - corect
    printf("(float)(a/b)= %.3f\n", (float)(a / b));   // 3.000 - prea tarziu!

    // extragerea cifrelor unui numar
    int n = 4739, cifra;
    printf("\nCifrele lui %d, de la dreapta: ", n);
    while (n > 0) {
        cifra = n % 10;      // ultima cifra
        n = n / 10;          // elimina ultima cifra
        printf("%d ", cifra);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

#include <stdio.h>

void afiseazaBinar(unsigned char v)
{
    for (int i = 7; i >= 0; i--)
        printf("%d", (v >> i) & 1);
    printf("\n");
}

int main(void)
{
    unsigned char reg = 0b00001010;   // 10 zecimal

    printf("initial:        "); afiseazaBinar(reg);

    reg |=  (1 << 4);                 // SETEAZA bitul 4
    printf("dupa set b4:    "); afiseazaBinar(reg);

    reg &= ~(1 << 1);                 // STERGE bitul 1
    printf("dupa clear b1:  "); afiseazaBinar(reg);

    reg ^=  (1 << 0);                 // COMUTA bitul 0
    printf("dupa toggle b0: "); afiseazaBinar(reg);

    // TESTEAZA un bit
    if (reg & (1 << 4))
        printf("bitul 4 este setat\n");

    // inmultire si impartire rapida
    int x = 12;
    printf("\n%d << 2 = %d  (adica %d * 4)\n", x, x << 2, x);
    printf("%d >> 2 = %d  (adica %d / 4)\n",   x, x >> 2, x);

    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 17, b = 42;

    int maxim = (a > b) ? a : b;          // echivalent cu un if-else
    printf("Maximul este %d\n", maxim);

    // se pot inlantui, dar lizibilitatea scade rapid
    int n = 0;
    printf("Numarul este %s\n",
           (n > 0) ? "pozitiv" : (n < 0) ? "negativ" : "zero");

    // atentie la precedenta: parantezele NU sunt optionale aici
    printf("Suma: %d\n", a + ((a > b) ? a : b));

    return 0;
}

11Atelier de cod

Operatorii au reguli de precedență și efecte laterale care se rețin greu din text. Rulați și, mai ales, folosiți Pas cu pas ca să vedeți când anume se schimbă fiecare variabilă.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 5, b;

    b = a++;                  /* mai intai atribuie, apoi incrementeaza */
    printf("dupa b = a++ :  a = %d, b = %d\n", a, b);

    a = 5;
    b = ++a;                  /* mai intai incrementeaza, apoi atribuie */
    printf("dupa b = ++a :  a = %d, b = %d\n", a, b);

    int x = 10;
    printf("\nx / 3   = %d   (impartire intreaga)\n", x / 3);
    printf("x %% 3   = %d   (restul)\n", x % 3);
    printf("x / 3.0 = %.4f (un operand real -> rezultat real)\n", x / 3.0);
    return 0;
}

#include <stdio.h>

/* Afiseaza cei 8 biti ai unei valori, de la bitul 7 la bitul 0 */
void afiseazaBiti(unsigned char v)
{
    int i;
    for (i = 7; i >= 0; i--)
        printf("%d", (v >> i) & 1);
    printf("\n");
}

int main(void)
{
    unsigned char a = 0x2C;   /* 0010 1100 */

    printf("a       = "); afiseazaBiti(a);
    printf("a | 0x03= "); afiseazaBiti(a | 0x03);
    printf("a & 0x0F= "); afiseazaBiti(a & 0x0F);

    /* Completati: setati bitul 7 al lui a, apoi stergeti bitul 2.
       Indicii: pentru setare folositi |= (1 << 7)
                pentru stergere folositi &= ~(1 << 2)   */

    printf("rezultat= "); afiseazaBiti(a);
    return 0;
}

12Sarcini de lucru

• Calculați media aritmetică a trei numere întregi, obținând un rezultat real corect.
• Scrieți un program care extrage și afișează cifrele unui număr, folosind % și /.
• Implementați funcția de afișare binară a unui octet și verificați-o pentru valorile 0, 1, 128 și 255.
• Aplicați cele patru operații clasice pe biți (set, clear, toggle, test) asupra unei variabile.
• Verificați experimental că x & 1 == 0 dă alt rezultat decât (x & 1) == 0.
• Testați diferența dintre ++i și i++ într-un printf.
• Comparați un int negativ cu un unsigned pozitiv și explicați rezultatul.
• Rescrieți o structură if-else simplă folosind operatorul ternar.

13Aplicație de aprofundare

14Întrebări de verificare

15Resurse

• Îndrumarul acestei lucrări (PDF)
• Pagina cursului - toate materialele