C# 运算符 Operators

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 Arithmetic operators

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
+A 还是 10
- 从第一个操作数中减去第二个操作数 A - B 将得到 -10
-A 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 
  static void Main(string[] args)
        {
            int a = 21;
            int b = 10;
            int c;
            Console.WriteLine($"Line 1 - -a的值是 {-a}");
            c = a + b;
            Console.WriteLine($"Line 2 - c 的值是 {c}");
            c = a - b;
            Console.WriteLine($"Line 3 - c 的值是 {c}");
            c = a * b;
            Console.WriteLine($"Line 4 - c 的值是 {c}");
            c = a / b;
            Console.WriteLine($"Line 5 - c 的值是 {c}");
            c = a % b;
            Console.WriteLine($"Line 6 - c 的值是 {c}");
            // ++a 先进行自增运算再赋值
            c = ++a;
            Console.WriteLine($"Line 7 - c 的值是 {c}");
            // 此时 a 的值为 22
            // --a 先进行自减运算再赋值
            c = --a;
            Console.WriteLine($"Line 8 - c 的值是 {c}");
            Console.ReadLine();
        }

输出的结果是

Line 1 - -a的值是 -21
Line 2 - c 的值是 31
Line 3 - c 的值是 11
Line 4 - c 的值是 210
Line 5 - c 的值是 2
Line 6 - c 的值是 1
Line 7 - c 的值是 22
Line 8 - c 的值是 21

++ -- 与赋值

在另边是先赋值再计算经常被选为笔试题。

static void Main(string[] args)
    {
        int a = 1;
        int b;

        // a++ 先赋值再进行自增运算
        b = a++;
        // b = 1 a=2

        // ++a 先进行自增运算再赋值
        a = 1; // 重新初始化 a
        b = ++a;
        //b=2 a=2

        // a-- 先赋值再进行自减运算
        a = 1;  // 重新初始化 a
        b = a--;
        //b=1 a=0

        // --a 先进行自减运算再赋值
        a = 1;  // 重新初始化 a
        b = --a;
        //b=0 a=0
    }

比较运算符 Comparison operators

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。

示例

static void Main(string[] args)
{

    int a = 21;
    int b = 10;

    if (a == b)
    {
        Console.WriteLine("Line 1 - a 等于 b");
    }
    else
    {
        Console.WriteLine("Line 1 - a 不等于 b"); //满足条件
    }
    if (a < b)
    {
        Console.WriteLine("Line 2 - a 小于 b");
    }
    else
    {
        Console.WriteLine("Line 2 - a 不小于 b"); //满足条件
    }
    if (a > b)
    {
        Console.WriteLine("Line 3 - a 大于 b"); //满足条件
    }
    else
    {
        Console.WriteLine("Line 3 - a 不大于 b");
    }
    /* 改变 a 和 b 的值 */
    a = 5;
    b = 20;
    if (a <= b)
    {
        Console.WriteLine("Line 4 - a 小于或等于 b"); //满足条件
    }
    if (b >= a)
    {
        Console.WriteLine("Line 5 - b 大于或等于 a"); //满足条件
    }
}

布尔逻辑运算符 Boolean logical operators

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。

示例

static void Main(string[] args)
{
    bool a = true;
    bool b = true;

    if (a && b)
    {
        Console.WriteLine("Line 1 - 条件为真"); //满足条件
    }
    if (a || b)
    {
        Console.WriteLine("Line 2 - 条件为真"); //满足条件
    }
    /* 改变 a 和 b 的值 */
    a = false;
    b = true;
    if (a && b)
    {
        Console.WriteLine("Line 3 - 条件为真");
    }
    else
    {
        Console.WriteLine("Line 3 - 条件不为真"); //满足条件
    }
    if (!(a && b))
    {
        Console.WriteLine("Line 4 - 条件为真"); //满足条件
    }
    Console.ReadLine();
}

位运算符和移位运算符 Bitwise and shift operators

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 说明
0 0 0 0 0 　　　　　
0 1 0 1 1 　　　
1 1 1 1 0 　　　
1 0 0 1 1 　　　
0011 1100 0000 1101 0000 1100 0011 1101 0011 0001 这边用的是二进制表示 p=60 q = 13

假设byte A=60 二进制是 0011 1100 （8位）

运算符 二进制 值 10进制 值
~A 1100 0011 195
A << 2 1111　0000 240
A >> 2 0000 1111 15

示例

class Program
{

    static void Main(string[] args)
    {
        var p = 0;
        var q = 10;
        Console.WriteLine($"p {Convert.ToString(p, 2)} q  {Convert.ToString(q, 2)}");
        // p 0 q  1010
        var pAndQ = p & q;
        Console.WriteLine($"p&q {pAndQ} {Convert.ToString(pAndQ, 2)}");
        //p & q 0 0
        var pOrQ = p | q;
        Console.WriteLine($"p|q {pOrQ} {Convert.ToString(pOrQ, 2)}");
        //p | q 10 1010
        int a = 60;
        var b = a << 2;
        Console.WriteLine($"{Convert.ToString(a, 2)} -> {b} , {Convert.ToString(b, 2)}");
        //111100 -> 240 , 11110000
        var c = a >> 2;
        Console.WriteLine($"{Convert.ToString(a, 2)} -> {c} , {Convert.ToString(c, 2)}");
        //111100 -> 15 , 1111
        var d = ~a;
        Console.WriteLine($"{Convert.ToString(a, 2)} -> {d} , {Convert.ToString(d, 2)}");
        //111100 -> -61 , 11111111111111111111111111000011
    }
}

赋值运算符 Assignment operators

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

示例

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int a = 21;
        int c;
        c = a;
        // c= 21
        c += a; 
        // c= 42
    }
}

ref 赋值运算符 ref assignment operator

从 C# 7.3 开始，可以使用 ref 赋值运算符 = ref 重新分配 ref local 或 ref readonly local 变量。 按引用类型来赋值了 下面的示例演示 ref 赋值运算符的用法：

void Display(double[] s) => Console.WriteLine(string.Join(" ", s));

double[] arr = { 0.0, 0.0, 0.0 };
Display(arr);

ref double arrayElement = ref arr[0];
arrayElement = 3.0;
Display(arr);

arrayElement = ref arr[arr.Length - 1];
arrayElement = 5.0;
Display(arr);
// Output:
// 0 0 0
// 3 0 0
// 3 0 5

其它运算符

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
?? 如果为null则用??右边的 int? a = null;
var b = a ?? 65;
??= C#8.0 该运算符仅在左侧操作数的求值结果为 null 时，才将其右侧操作数的值赋值给左操作数。 List numbers = null;
(numbers ??= new List()).Add(5);
?. 和 ?[] Null 条件运算符
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;
=> lambda 运算符 定义一个函数void Display(double[] s) => Console.WriteLine(string.Join(" ", s));
！ null 容忍运算符 (null-forgiving) operator 它的主要作用就是告诉编译器，变量不可能为 null。 Person? p ; p.Name 这样会有编译提示 如果确定p不会为null 可改成 p!.Name

Null 条件运算符 ?. 和 ?[] 示例

Student s = null;

if (s?.Name == "malema")
{
    Console.WriteLine("I am malema");
}
else
{
    Console.WriteLine("I am not malema");
}

List<int> abc = null;
if (abc?.Count > 1 && abc?[1] == 3)
{
}
public class Student
{
    public string Name
    { get; set; }
}

输出 I am not malema

Is 运行算符示例

Student s = null;
if (s is Student)
{
    Console.WriteLine("yes i am student");
}

// C# 10 .net 6 才能用 s 为null 的情况下也不会错
if (s is { Name: "malema" })
{
    Console.WriteLine("I am malema");
}
else
{
    Console.WriteLine("I am not malema");
}
var p = new Student { Name = "abc" };
Console.WriteLine($"{p is Person} {p is Student}");

public class Student : Person
{
    public string Name
    { get; set; }
}

public class Person
{
}

输出

I am not malema
True True

三元运算符和sizeOf示例

        static void Main(string[] args)
        {
            /* sizeof 运算符的实例 */
            Console.WriteLine("int 的大小是 {0}", sizeof(int)); //int 的大小是 4
            // Console.WriteLine("int 的大小是 {0}", sizeof(String)); //无法获取托管类型(“string”)的地址和大小，或者声明指向它的指针

            /* 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 的值是 30
            b = (a == 10) ? 20 : 30;
            Console.WriteLine("b 的值是 {0}", b); //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。 同常如果我们不太确定的时候我们就一个括号()

类别 运算符 结合性
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 
 class Program
   {
      static void Main(string[] args)
      {
         int a = 20;
         int b = 10;
         int c = 15;
         int d = 5;
         int e;
         e = (a + b) * c / d;     // ( 30 * 15 ) / 5
         Console.WriteLine("(a + b) * c / d 的值是 {0}", e);
//  (a + b) * c / d 的值是 90
         e = ((a + b) * c) / d;   // (30 * 15 ) / 5
         Console.WriteLine("((a + b) * c) / d 的值是 {0}", e);
// ((a + b) * c) / d 的值是 90
         e = (a + b) * (c / d);   // (30) * (15/5)
         Console.WriteLine("(a + b) * (c / d) 的值是 {0}", e);
// (a + b) * (c / d) 的值是 90
         e = a + (b * c) / d;    //  20 + (150/5)
         Console.WriteLine("a + (b * c) / d 的值是 {0}", e);
// a + (b * c) / d 的值是 50

      }
   }
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