C# 运算符
关键要点
- C# 运算符包括算术、关系、逻辑、位、赋值和其他类型，用于执行数学、比较、逻辑和位操作。
- 研究表明，算术运算符如加减乘除适合数值计算，关系运算符用于比较，逻辑运算符处理布尔值。
- 位运算符对二进制位操作，赋值运算符简化赋值操作，其他运算符如条件运算符（?:）和空值合并运算符（??）提供额外功能。
- 运算符优先级影响表达式计算顺序，可用括号调整。
运算符分类
C# 提供了多种运算符，分为以下几类：
- 算术运算符：如
+（加）、-（减）、*（乘）、/（除）、%（取模）、++（自增）、--（自减），用于数值计算。 - 关系运算符：如
==（等于）、!=（不等于）、>（大于）、<（小于）、>=（大于等于）、<=（小于等于），用于比较两个值。 - 逻辑运算符：如
&&（逻辑与）、||（逻辑或）、!（逻辑非），用于布尔逻辑操作。 - 位运算符：如
&（位与）、|（位或）、^（位异或）、~（位非）、<<（左移）、>>（右移），用于二进制位操作。 - 赋值运算符：如
=（赋值）、+=（加赋值）、-=（减赋值）等，简化赋值操作。 - 其他运算符：如条件运算符
?:、空值合并运算符??、Lambda 运算符=>，提供额外功能。
示例与使用
以下是每个类别的简单示例：
- 算术：
int sum = 10 + 5;（结果为 15） - 关系：
bool isGreater = 10 > 5;（结果为 true） - 逻辑：
bool result = true && false;（结果为 false） - 位：
int andResult = 10 & 5;（结果为 0） - 赋值：
int a = 10; a += 5;（a 变为 15） - 其他：
int max = (10 > 5) ? 10 : 5;（max 为 10）
更多详情请参考：
C# 运算符的全面分析
C# 是一种由微软开发的现代、面向对象的编程语言，其运算符是编程中的核心工具，用于执行数学、逻辑、比较和位操作等任务。本报告基于可靠的中文资源（如菜鸟教程、Microsoft Learn 和 CSDN 博客）进行整理，截至 2025 年 8 月 4 日，确保内容的准确性和时效性。
背景与概述
运算符是一种告诉编译器执行特定操作的符号，C# 提供了丰富的内置运算符，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
这些运算符可以组合成复杂的表达式，运算符的优先级和结合性决定了表达式的计算顺序。以下将逐一讲解每类运算符的定义、使用方法和注意事项。
1. 算术运算符
算术运算符用于执行基本的数学操作，包括加法、减法、乘法、除法和取模。
- 定义与功能：
+：将两个操作数相加。-：从第一个操作数中减去第二个操作数。*：将两个操作数相乘。/：将第一个操作数除以第二个操作数。%：返回第一个操作数除以第二个操作数的余数。++：自增运算符，将操作数的值增加 1。--：自减运算符，将操作数的值减少 1。- 示例代码：
int a = 10;
int b = 5;
int c = a + b; // c = 15
int d = a - b; // d = 5
int e = a * b; // e = 50
int f = a / b; // f = 2
int g = a % b; // g = 0
a++; // a = 11
b--; // b = 4- 注意事项：
- 整数除法会自动舍弃小数部分（向零取整）。
- 如果操作数是浮点类型（如
float或double），结果将保留小数部分。 - 整数除以零会引发
DivideByZeroException，浮点数除以零会返回Infinity。 ++和--有前缀和后缀形式：- 前缀（如
++a）：先增加值，再使用。 - 后缀（如
a++）：先使用原值，再增加。
- 前缀（如
- 适用场景：数值计算、计数器更新。
2. 关系运算符
关系运算符用于比较两个操作数之间的关系，返回布尔值（true 或 false）。
- 定义与功能：
==：检查两个操作数是否相等。!=：检查两个操作数是否不相等。>：检查第一个操作数是否大于第二个操作数。<：检查第一个操作数是否小于第二个操作数。>=：检查第一个操作数是否大于或等于第二个操作数。<=：检查第一个操作数是否小于或等于第二个操作数。- 示例代码：
int a = 10;
int b = 5;
bool isEqual = (a == b); // false
bool isNotEqual = (a != b); // true
bool isGreater = (a > b); // true
bool isLess = (a < b); // false
bool isGreaterOrEqual = (a >= b); // true
bool isLessOrEqual = (a <= b); // false- 注意事项：
- 关系运算符的结果总是布尔类型，适合用于条件判断。
- 对于引用类型，
==和!=默认比较引用是否相同（内存地址），可以通过重载Equals方法自定义比较逻辑。 - 适用场景：条件判断、数据比较。
3. 逻辑运算符
逻辑运算符用于执行布尔逻辑操作。
- 定义与功能：
&&：逻辑与，如果两个操作数都为true，则返回true。||：逻辑或，如果两个操作数中至少有一个为true，则返回true。!：逻辑非，反转操作数的布尔值。- 示例代码：
bool a = true;
bool b = false;
bool andResult = (a && b); // false
bool orResult = (a || b); // true
bool notResult = !a; // false- 注意事项：
&&和||是短路运算符，即如果左侧操作数已确定结果，右侧操作数可能不会被计算。例如，在false && SomeMethod()中，SomeMethod不会被调用。&和|是非短路逻辑运算符，总是计算两个操作数，适合位操作。- 适用场景：条件组合、布尔逻辑判断。
4. 位运算符
位运算符用于对整数类型的位进行操作。
- 定义与功能：
&：位与，两个位都为 1 时结果为 1。|：位或，两个位中至少有一个为 1 时结果为 1。^：位异或，两个位不同时结果为 1。~：位非，反转操作数的每一位。<<：左移，将操作数的位向左移动指定的位数。>>：右移，将操作数的位向右移动指定的位数。- 示例代码：
int a = 10; // 二进制: 1010
int b = 5; // 二进制: 0101
int andResult = a & b; // 1010 & 0101 = 0000 (0)
int orResult = a | b; // 1010 | 0101 = 1111 (15)
int xorResult = a ^ b; // 1010 ^ 0101 = 1111 (15)
int notResult = ~a; // ~1010 = 0101 (5) 注意：在补码表示中，~a = -a - 1
int leftShift = a << 1; // 1010 << 1 = 10100 (20)
int rightShift = a >> 1;// 1010 >> 1 = 0101 (5)- 注意事项：
- 位运算适用于整数类型（如
int、long），不适用于浮点数。 ~运算在补码表示中需要注意符号位的影响。- 移位操作的位数通常用无符号整数表示，超出位数会被忽略。
- 适用场景：位操作、标志位管理、性能优化。
5. 赋值运算符
赋值运算符用于将值赋给变量。
- 定义与功能：
=：简单赋值，将右侧操作数的值赋给左侧操作数。+=：加法赋值，将右侧操作数加到左侧操作数上，并将结果赋给左侧操作数。-=：减法赋值，将右侧操作数从左侧操作数中减去，并将结果赋给左侧操作数。*=：乘法赋值，将左侧操作数乘以右侧操作数，并将结果赋给左侧操作数。/=：除法赋值，将左侧操作数除以右侧操作数，并将结果赋给左侧操作数。%=：取模赋值，将左侧操作数除以右侧操作数的余数赋给左侧操作数。&=：位与赋值，将左侧操作数与右侧操作数进行位与操作，并将结果赋给左侧操作数。|=：位或赋值，将左侧操作数与右侧操作数进行位或操作，并将结果赋给左侧操作数。^=：位异或赋值，将左侧操作数与右侧操作数进行位异或操作，并将结果赋给左侧操作数。<<=：左移赋值，将左侧操作数向左移指定的位数，并将结果赋给左侧操作数。>>=：右移赋值，将左侧操作数向右移指定的位数，并将结果赋给左侧操作数。- 示例代码：
int a = 10;
a += 5; // a = 15
a -= 3; // a = 12
a *= 2; // a = 24
a /= 4; // a = 6
a %= 3; // a = 0
a &= 5; // a = 0
a |= 3; // a = 3
a ^= 1; // a = 2
a <<= 1; // a = 4
a >>= 1; // a = 2- 注意事项：
- 复合赋值运算符等同于
a = a op b，如a += b等同于a = a + b。 - 赋值运算符的左侧必须是变量、属性或索引器，不能是常量或只读表达式。
- 适用场景：变量更新、累加计算。
6. 其他运算符
C# 中还有一些特殊运算符，提供额外的功能。
- 条件运算符 (?:)：
- 语法：
condition ? value1 : value2，如果条件为true，返回value1，否则返回value2。 - 示例：
int a = 10; int b = 20; int max = (a > b) ? a : b; // max = 20 - 空值合并运算符 (??)：
- 语法：
a ?? b，如果a不为null，返回a，否则返回b。 - 示例：
int? x = null; int y = x ?? 100; // y = 100 - 空值合并赋值运算符 (??=)：
- 语法：
a ??= b，如果a为null，则将b赋值给a。 - 示例：
int? x = null; x ??= 50; // x = 50 - Lambda 运算符 (=>)：
- 用于定义 Lambda 表达式，语法为
parameters => expression。 - 示例：
Func<int, int> square = x => x * x; Console.WriteLine(square(5)); // 25 - 指针运算符 (*, ->, &, &&, ||)：
- 用于不安全代码中的指针操作，需在
unsafe块中使用。 - 注意事项：
- 条件运算符是 C# 中的三元运算符，简洁替代
if-else。 - 空值合并运算符适合处理可空类型，减少
null检查。 - 适用场景：条件判断、默认值设置、函数式编程。
运算符优先级与结合性
运算符的优先级决定了表达式中操作的执行顺序，优先级高的运算符先执行。以下是部分运算符的优先级表（从高到低）：
| 优先级 | 运算符 | 结合性 |
|---|---|---|
| 1 | () (括号) | 从左到右 |
| 2 | ++ -- ! ~ (一元运算符) | 从右到左 |
| 3 | * / % | 从左到右 |
| 4 | + - | 从左到右 |
| 5 | << >> | 从左到右 |
| 6 | < <= > >= is as | 从左到右 |
| 7 | == != | 从左到右 |
| 8 | & | 从左到右 |
| 9 | ^ | 从左到右 |
| 10 | | | 从左到右 |
| 11 | && | 从左到右 |
| 12 | || | 从左到右 |
| 13 | ?: (条件运算符) | 从右到左 |
| 14 | = += -= *= /= %= &= |= ^= <<= >>= ??= | 从右到左 |
- 注意事项：可以通过括号
()改变优先级，例如(a + b) * c和a + (b * c)的结果不同。 - 适用场景：复杂表达式计算，需注意优先级以避免逻辑错误。
总结与建议
C# 的运算符是编程语言中不可或缺的一部分，它们提供了方便的方式来执行各种操作。理解和掌握这些运算符的使用方法有助于编写更高效、更清晰的代码。初学者建议从算术和关系运算符开始熟悉，逐步掌握位运算和逻辑运算的用法。对于复杂表达式，注意运算符优先级和结合性。
参考资源：