C# 运算符
C# 运算符
运算符是一种告诉编译器执行特定的数学或逻辑操作的符号。C# 有丰富的内置运算符，分类如下：
- 算术运算符
- 关系运算符
- 逻辑运算符
- 位运算符
- 赋值运算符
- 其他运算符
本教程将逐一讲解算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符及其他运算符。
算术运算符
下表显示了 C# 支持的所有算术运算符。假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则：
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| + | 把两个操作数相加 | A + B 将得到 30 |
| - | 从第一个操作数中减去第二个操作数 | A - B 将得到 -10 |
| * | 把两个操作数相乘 | A * B 将得到 200 |
| / | 分子除以分母 | B / A 将得到 2 |
| % | 取模运算符，整除后的余数 | B % A 将得到 0 |
| ++ | 自增运算符，整数值增加 1 | A++ 将得到 11 |
| -- | 自减运算符，整数值减少 1 | A-- 将得到 9 |
- c = a++: 先将 a 赋值给 c，再对 a 进行自增运算。
- c = ++a: 先将 a 进行自增运算，再将 a 赋值给 c 。
- c = a--: 先将 a 赋值给 c，再对 a 进行自减运算。
- c = --a: 先将 a 进行自减运算，再将 a 赋值给 c 。
关系运算符
下表显示了 C# 支持的所有关系运算符。假设变量 A 的值为 10，变量 B 的值为 20，则：
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| == | 检查两个操作数的值是否相等，如果相等则条件为真。 | (A == B) 不为真。 |
| != | 检查两个操作数的值是否相等，如果不相等则条件为真。 | (A != B) 为真。 |
| > | 检查左操作数的值是否大于右操作数的值，如果是则条件为真。 | (A > B) 不为真。 |
| < | 检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是则条件为真。 | (A < B) 为真。 |
| >= | 检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值，如果是则条件为真。 | (A >= B) 不为真。 |
| <= | 检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值，如果是则条件为真。 | (A <= B) 为真。 |
逻辑运算符
下表显示了 C# 支持的所有逻辑运算符。假设变量 A 为布尔值 true，变量 B 为布尔值 false，则：
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| && | 称为逻辑与运算符。如果两个操作数都非零，则条件为真。 | (A && B) 为假。 |
| || | 称为逻辑或运算符。如果两个操作数中有任意一个非零，则条件为真。 | (A || B) 为真。 |
| ! | 称为逻辑非运算符。用来逆转操作数的逻辑状态。如果条件为真则逻辑非运算符将使其为假。 | !(A && B) 为真。 |
位运算符
位运算符作用于位，并逐位执行操作。&、 | 和 ^ 的真值表如下所示：
| p | q | p & q | p | q | p ^ q |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
假设如果 A = 60，且 B = 13，现在以二进制格式表示，它们如下所示：
A = 0011 1100
B = 0000 1101
-----------------
A&B = 0000 1100
A|B = 0011 1101
A^B = 0011 0001
~A = 1100 0011
下表列出了 C# 支持的位运算符。假设变量 A 的值为 60，变量 B 的值为 13，则：
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| & | 如果同时存在于两个操作数中，二进制 AND 运算符复制一位到结果中。 | (A & B) 将得到 12，即为 0000 1100 |
| | | 如果存在于任一操作数中，二进制 OR 运算符复制一位到结果中。 | (A | B) 将得到 61，即为 0011 1101 |
| ^ | 如果存在于其中一个操作数中但不同时存在于两个操作数中，二进制异或运算符复制一位到结果中。 | (A ^ B) 将得到 49，即为 0011 0001 |
| ~ | 按位取反运算符是一元运算符，具有"翻转"位效果，即0变成1，1变成0，包括符号位。 | (~A ) 将得到 -61，即为 1100 0011，一个有符号二进制数的补码形式。 |
| << | 二进制左移运算符。左操作数的值向左移动右操作数指定的位数。 | A << 2 将得到 240，即为 1111 0000 |
| >> | 二进制右移运算符。左操作数的值向右移动右操作数指定的位数。 | A >> 2 将得到 15，即为 0000 1111 |
赋值运算符
下表列出了 C# 支持的赋值运算符：
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| = | 简单的赋值运算符，把右边操作数的值赋给左边操作数 | C = A + B 将把 A + B 的值赋给 C |
| += | 加且赋值运算符，把右边操作数加上左边操作数的结果赋值给左边操作数 | C += A 相当于 C = C + A |
| -= | 减且赋值运算符，把左边操作数减去右边操作数的结果赋值给左边操作数 | C -= A 相当于 C = C - A |
| *= | 乘且赋值运算符，把右边操作数乘以左边操作数的结果赋值给左边操作数 | C *= A 相当于 C = C * A |
| /= | 除且赋值运算符，把左边操作数除以右边操作数的结果赋值给左边操作数 | C /= A 相当于 C = C / A |
| %= | 求模且赋值运算符，求两个操作数的模赋值给左边操作数 | C %= A 相当于 C = C % A |
| <<= | 左移且赋值运算符 | C <<= 2 等同于 C = C << 2 |
| >>= | 右移且赋值运算符 | C >>= 2 等同于 C = C >> 2 |
| &= | 按位与且赋值运算符 | C &= 2 等同于 C = C & 2 |
| ^= | 按位异或且赋值运算符 | C ^= 2 等同于 C = C ^ 2 |
| |= | 按位或且赋值运算符 | C |= 2 等同于 C = C | 2 |
其他运算符
下表列出了 C# 支持的其他一些重要的运算符，包括 sizeof、typeof 和 ? :。
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| sizeof() | 返回数据类型的大小。 | sizeof(int)，将返回 4. |
| typeof() | 返回 class 的类型。 | typeof(StreamReader); |
| & | 返回变量的地址。 | &a; 将得到变量的实际地址。 |
| * | 变量的指针。 | *a; 将指向一个变量。 |
| ? : | 条件表达式 | 如果条件为真 ? 则为 X : 否则为 Y |
| is | 判断对象是否为某一类型。 | If( Ford is Car) // 检查 Ford 是否是 Car 类的一个对象。 |
| as | 强制转换，即使转换失败也不会抛出异常。 | Object obj = new StringReader("Hello"); StringReader r = obj as StringReader; |
实例：
using System;
namespace OperatorsAppl
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
/* sizeof 运算符的实例 */
Console.WriteLine("int 的大小是 {0}", sizeof(int));
Console.WriteLine("short 的大小是 {0}", sizeof(short));
Console.WriteLine("double 的大小是 {0}", sizeof(double));
/* 三元运算符的实例 */
int a, b;
a = 10;
b = (a == 1) ? 20 : 30;
Console.WriteLine("b 的值是 {0}", b);
b = (a == 10) ? 20 : 30;
Console.WriteLine("b 的值是 {0}", b);
Console.ReadLine();
}
}
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
int 的大小是 4
short 的大小是 2
double 的大小是 8
b 的值是 30
b 的值是 20
C# 中的运算符优先级
运算符的优先级确定表达式中项的组合。这会影响到一个表达式如何计算。某些运算符比其他运算符有更高的优先级，例如，乘除运算符具有比加减运算符更高的优先级。
例如 x = 7 + 3 * 2，在这里，x 被赋值为 13，而不是 20，因为运算符 * 具有比 + 更高的优先级，所以首先计算乘法 3*2，然后再加上 7。
下表将按运算符优先级从高到低列出各个运算符，具有较高优先级的运算符出现在表格的上面，具有较低优先级的运算符出现在表格的下面。在表达式中，较高优先级的运算符会优先被计算。
| 类别 | 运算符 | 结合性 |
|---|---|---|
| 后缀 | () [] -> . ++ - - | 从左到右 |
| 一元 | + - ! ~ ++ - - (type)* & sizeof | 从右到左 |
| 乘除 | * / % | 从左到右 |
| 加减 | + - | 从左到右 |
| 移位 | << >> | 从左到右 |
| 关系 | < <= > >= | 从左到右 |
| 相等 | == != | 从左到右 |
| 位与 AND | & | 从左到右 |
| 位异或 XOR | ^ | 从左到右 |
| 位或 OR | | | 从左到右 |
| 逻辑与 AND | && | 从左到右 |
| 逻辑或 OR | || | 从左到右 |
| 条件 | ?: | 从右到左 |
| 赋值 | = += -= *= /= %=>>= <<= &= ^= |= | 从右到左 |
| 逗号 | , | 从左到右 |
笔记
1.&，|，^ 除了用于位运算，还可以用于逻辑运算，分别对应与，或，异或
^ 运算符针对整型类型和 bool 预定义了二元 ^ 运算符。 对于整型类型，^ 会计算其操作数的按位异或。 对于 bool 操作数，^ 计算其操作数的逻辑异或；即，当且仅当其一个操作数为 true 时，结果才为 true。
Console.WriteLine(true ^ false); // 返回 true
Console.WriteLine(false ^ false); // 返回 false
Console.WriteLine(true ^ true); // 返回 false
| 运算符针对整型类型和 bool 预定义了二元 | 运算符。 对于整型类型，| 会计算其操作数的按位 OR。 对于 bool 操作数，| 会计算其操作数的逻辑 OR；即，当且仅当其两个操作数皆为 false 时，结果才为 false。
Console.WriteLine(true | false); // 返回 true
Console.WriteLine(false | false); // 返回 false
& 运算符为整型类型和 bool 预定义了二元 & 运算符。 对于整型类型，& 计算其操作数的逻辑按位 AND。 对于 bool 操作数，& 计算其操作数的逻辑 AND；即，当且仅当其两个操作数皆为 true 时，结果才为 true。
Console.WriteLine(true & false); // 返回 false
Console.WriteLine(true & true); // 返回 true
其中&，|的运算结果与&&，||完全相同，但&&和||的性能更好。因为&&和||都是检查第一个操作数的值，如果已经能判断结果，就根本不处理第二个操作数。
比如：
bool a = true;
bool b = false;
bool c = a || b;
检查第一个操作数a时已经得出c为true，就不用再处理第二个操作数b了。
2.可空类型修饰符 ?
引用类型可以使用空引用表示一个不存在的值，而值类型通常不能表示为空。
例如：string str=null; 是正确的，int i=null; 编译器就会报错。
为了使值类型也可为空，就可以使用可空类型，即用可空类型修饰符 ? 来表示，表现形式为 T? 。
例如：int? 表示可空的整形，DateTime? 表示可为空的时间。
T? 其实是 System.Nullable(泛型结构）的缩写形式，也就意味着当你用到 T？时编译器编译时会把T？编译成 System.Nullable 的形式。
例如：int?，编译后便是 System.Nullable 的形式。
三元（运算符）表达式 ?:
例如：x?y:z 表示如果表达式 x 为 true，则返回 y；如果 x 为 false，则返回 z，是 if{}else{} 的简单形式。
空合并运算符 ??
用于定义可空类型和引用类型的默认值。
如果此运算符的左操作数不为 null，则此运算符将返回左操作数，否则返回右操作数。
例如：a??b 当 a 为 null 时则返回 b，a 不为 null 时则返回 a 本身。
空合并运算符为右结合运算符，即操作时从右向左进行组合的。
如: a??b??c 的形式按 a??(b??c) 计算。
NULL 检查运算符 ?.
int? firstX = points?.FirstOrDefault()?.X;
从这个例子中我们也可以看出它的基本用法：如果对象为 NULL，则不进行后面的获取成员的运算，直接返回 NULL。
需要注意的是，由于 ?. 运算符返回的可以是 NULL，当返回的成员类型是 struct 类型的时候， ?. 和 . 运算符的返回值类型是不一样的。
Point p = new Point(3, 2);
Console.WriteLine(p.X.GetType() == typeof(int)); //true
Console.WriteLine(p?.X.GetType() == typeof(int?)); //true
3.C# 是用 <<(左移) 和 >>（右移） 运算符是用来执行移位运算
左移 (<<)：将第一个操作数向左移动第二个操作数指定的位数，空出的位置补 0。
左移相当于乘. 左移一位相当于乘2;左移两位相当于乘4;左移三位相当于乘8。
x<<1= x*2
x<<2= x*4
x<<3= x*8
x<<4= x*16
同理, 右移即相反：
右移 (>>)：将第一个操作数向右移动第二个操作数所指定的位数，空出的位置补 0。
右移相当于整除. 右移一位相当于除以 2;右移两位相当于除以 4;右移三位相当于除以 8。
x>>1= x/2
x>>2= x/4
x>>3= x/8
x>>4= x/16
因为位移比乘除速度快，对效率要求高，而且满足 2 的幂次方的乘除运方，可以采用位移的方式进行。
