C語言運算符全解析：算術、邏輯、位運算與類型轉換規則

一、算術運算符

• + - * / %：除 % 僅限整數外，其餘支援整數與浮點數。
• 整數除法 / 截斷小數部分；負數參與 /、% 結果由編譯器定義（C99 規定向零截斷，餘數符號同被除數）。
• 示例：100/10=10，100/11=9；100%10=0，100%11=1。

二、邏輯運算符

• && || !：短路求值，左到右，結果確定即停止。
• 區別 !（邏輯非）與 ~（按位取反）。

三、位運算符

• & | ^ ~ << >>
• 掩碼操作：value &= ~(1<<n) 清零第 n 位；value |= 1<<n 置 1。
• 移位：左移 <<n 等價 *2^n（無溢出）；右移 >>n 等價 /2^n。
  有符號數右移：邏輯移位（補 0）或算術移位（複製符號位），由編譯器決定 → 不可移植。無符號數保證邏輯移位。
• 取模優化：除數為 2^n 時，x % 2^n == x & (2^n-1)，效率更高。
• 字節序轉換：((x>>24)&0xFF) | ((x>>8)&0xFF00) | ((x<<8)&0xFF0000) | (x<<24) 實現 32 位大小端轉換。

四、常量後綴與類型

32 位機測試：sizeof(0)=4，sizeof(0LL)=8。寫正確後綴可避免隱式轉換陷阱。

五、整型提升與算術轉換

• 整型提升：char/short 參與運算先提升為 int（或 unsigned int）。
  例：unsigned short x=0; ~x 提升為 int 後取反得 -1，導致 ~x > (unsigned short)0 為假。
• 算術轉換：操作數類型不一致時，按「長度長者優先，長度同則無符號優先」轉換。
  等級：long double > double > float > unsigned long > long > unsigned int > int。

六、擴展與截斷

• 零擴展：無符號數擴大類型，高位補 0。
• 符號擴展：有符號數擴大類型，高位複製符號位。
  例：short -12345 (0xCFC7) → int 0xFFFFCFC7，unsigned short 同位模式為 53191。