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 
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using System;

namespace OperatorsAppl
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int a = 21;
            int b = 10;
            int c;

            c = a + b;
            Console.WriteLine("Line 1 - c 的值是 {0}", c);
            c = a - b;
            Console.WriteLine("Line 2 - c 的值是 {0}", c);
            c = a * b;
            Console.WriteLine("Line 3 - c 的值是 {0}", c);
            c = a / b;
            Console.WriteLine("Line 4 - c 的值是 {0}", c);
            c = a % b;
            Console.WriteLine("Line 5 - c 的值是 {0}", c);

            // ++a 先进行自增运算再赋值
            c = ++a;
            Console.WriteLine("Line 6 - c 的值是 {0}", c);

            // 此时 a 的值为 22
            // --a 先进行自减运算再赋值
            c = --a;
            Console.WriteLine("Line 7 - c 的值是 {0}", c);
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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Line 1 - c 的值是 31
Line 2 - c 的值是 11
Line 3 - c 的值是 210
Line 4 - c 的值是 2
Line 5 - c 的值是 1
Line 6 - c 的值是 22
Line 7 - c 的值是 21
  • 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 。
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using System;

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

            // a++ 先赋值再进行自增运算
            b = a++;
            Console.WriteLine("a = {0}", a);
            Console.WriteLine("b = {0}", b);
            Console.ReadLine();

            // ++a 先进行自增运算再赋值
            a = 1; // 重新初始化 a
            b = ++a;
            Console.WriteLine("a = {0}", a);
            Console.WriteLine("b = {0}", b);
            Console.ReadLine();

            // a-- 先赋值再进行自减运算
            a = 1;  // 重新初始化 a
            b= a--;
            Console.WriteLine("a = {0}", a);
            Console.WriteLine("b = {0}", b);
            Console.ReadLine();

            // --a 先进行自减运算再赋值
            a = 1;  // 重新初始化 a
            b= --a;
            Console.WriteLine("a = {0}", a);
            Console.WriteLine("b = {0}", b);
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

执行以上程序，输出结果为：

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a = 2
b = 1
a = 2
b = 2
a = 0
b = 1
a = 0
b = 0

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。

实例

请看下面的实例，了解 C# 中所有可用的关系运算符：

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using System;

class Program
{
  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");
      }
      if (a < b)
      {
          Console.WriteLine("Line 2 - a 小于 b");
      }
      else
      {
          Console.WriteLine("Line 2 - a 不小于 b");
      }
      if (a > b)
      {
          Console.WriteLine("Line 3 - a 大于 b");
      }
      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");
      }
      if (b >= a)
      {
         Console.WriteLine("Line 5 - b 大于或等于 a");
      }
  }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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Line 1 - a 不等于 b
Line 2 - a 不小于 b
Line 3 - a 大于 b
Line 4 - a 小于或等于 b
Line 5 - b 大于或等于 a

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。

实例

请看下面的实例，了解 C# 中所有可用的逻辑运算符：

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using System;

class Program
{
  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");
      }
      if (a < b)
      {
          Console.WriteLine("Line 2 - a 小于 b");
      }
      else
      {
          Console.WriteLine("Line 2 - a 不小于 b");
      }
      if (a > b)
      {
          Console.WriteLine("Line 3 - a 大于 b");
      }
      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");
      }
      if (b >= a)
      {
         Console.WriteLine("Line 5 - b 大于或等于 a");
      }
  }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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Line 1 - 条件为真
Line 2 - 条件为真
Line 3 - 条件不为真
Line 4 - 条件为真

短路运算

逻辑与连接多个式子时，会从左往右依次执行每一个式子，在这过程中，只要有一个为假，后面的其它式子根本不会执行，整个式子：false；只有所有式子都被执行，且都为真时，整个式子才为真。

逻辑或连接多个式子时，也是依次执行每一个式子，在这过程中，只要有一个为真，后面的式子不会再执行，整个式将返回：true也就是说，面其它的式子即使全部为假，整个式子依然还是真的。

与，或，异或。

&，|，^ 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。

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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。

1
2
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。

1
2
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：

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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。

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

实例

请看下面的实例，了解 C# 中所有可用的位运算符：

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using System;
namespace OperatorsAppl
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int a = 60;            /* 60 = 0011 1100 */  
            int b = 13;            /* 13 = 0000 1101 */
            int c = 0;          

             c = a & b;           /* 12 = 0000 1100 */
             Console.WriteLine("Line 1 - c 的值是 {0}", c );

             c = a | b;           /* 61 = 0011 1101 */
             Console.WriteLine("Line 2 - c 的值是 {0}", c);

             c = a ^ b;           /* 49 = 0011 0001 */
             Console.WriteLine("Line 3 - c 的值是 {0}", c);

             c = ~a;               /*-61 = 1100 0011 */
             Console.WriteLine("Line 4 - c 的值是 {0}", c);

             c = a << 2;     /* 240 = 1111 0000 */
             Console.WriteLine("Line 5 - c 的值是 {0}", c);

             c = a >> 2;     /* 15 = 0000 1111 */
             Console.WriteLine("Line 6 - c 的值是 {0}", c);
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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Line 1 - c 的值是 12
Line 2 - c 的值是 61
Line 3 - c 的值是 49
Line 4 - c 的值是 -61
Line 5 - c 的值是 240
Line 6 - c 的值是 15

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

实例

请看下面的实例，了解 C# 中所有可用的赋值运算符：

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using System;

namespace OperatorsAppl
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int a = 21;
            int c;

            c = a;
            Console.WriteLine("Line 1 - =  c 的值 = {0}", c);

            c += a;
            Console.WriteLine("Line 2 - += c 的值 = {0}", c);

            c -= a;
            Console.WriteLine("Line 3 - -=  c 的值 = {0}", c);

            c *= a;
            Console.WriteLine("Line 4 - *=  c 的值 = {0}", c);

            c /= a;
            Console.WriteLine("Line 5 - /=  c 的值 = {0}", c);

            c = 200;
            c %= a;
            Console.WriteLine("Line 6 - %=  c 的值 = {0}", c);

            c <<= 2;
            Console.WriteLine("Line 7 - <<=  c 的值 = {0}", c);

            c >>= 2;
            Console.WriteLine("Line 8 - >>=  c 的值 = {0}", c);

            c &= 2;
            Console.WriteLine("Line 9 - &=  c 的值 = {0}", c);

            c ^= 2;
            Console.WriteLine("Line 10 - ^=  c 的值 = {0}", c);

            c |= 2;
            Console.WriteLine("Line 11 - |=  c 的值 = {0}", c);
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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Line 1 - =     c 的值 = 21
Line 2 - +=    c 的值 = 42
Line 3 - -=    c 的值 = 21
Line 4 - *=    c 的值 = 441
Line 5 - /=    c 的值 = 21
Line 6 - %=    c 的值 = 11
Line 7 - <<=    c 的值 = 44
Line 8 - >>=    c 的值 = 11
Line 9 - &=    c 的值 = 2
Line 10 - ^=    c 的值 = 0
Line 11 - |=    c 的值 = 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

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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：

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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

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。

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 ?.

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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。

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Point p = new Point(3, 2); 
Console.WriteLine(p.X.GetType() == typeof(int));        //true
Console.WriteLine(p?.X.GetType() == typeof(int?));      //true

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

实例

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using System;

namespace OperatorsAppl
{
   
   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);

         e = ((a + b) * c) / d;   // (30 * 15 ) / 5
         Console.WriteLine("((a + b) * c) / d 的值是 {0}", e);

         e = (a + b) * (c / d);   // (30) * (15/5)
         Console.WriteLine("(a + b) * (c / d) 的值是 {0}", e);

         e = a + (b * c) / d;    //  20 + (150/5)
         Console.WriteLine("a + (b * c) / d 的值是 {0}", e);
         Console.ReadLine();
      }
   }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

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(a + b) * c / d 的值是 90
((a + b) * c) / d 的值是 90
(a + b) * (c / d) 的值是 90
a + (b * c) / d 的值是 50