C Sharp 运算符

C#运算符

C#运算符是用于在程序中执行各种数学、逻辑和位运算的特殊符号。它们是构建表达式的基础元素，允许开发者对变量和值进行计算、比较和操作。C#提供了丰富的运算符类型，包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符等。

运算符类型

算术运算符

算术运算符用于执行基本的数学运算，如加法、减法、乘法、除法等。

算术运算符列表

运算符	描述	示例
+	加法	a + b
-	减法	a - b
*	乘法	a * b
/	除法	a / b
%	取模（余数）	a % b
++	自增	a++ 或 ++a
--	自减	a-- 或 --a

示例代码

int a = 10;
int b = 3;

Console.WriteLine(a + b); // 输出: 13
Console.WriteLine(a - b); // 输出: 7
Console.WriteLine(a * b); // 输出: 30
Console.WriteLine(a / b); // 输出: 3 (整数除法)
Console.WriteLine(a % b); // 输出: 1 (余数)

关系运算符

关系运算符用于比较两个值，返回布尔结果（true 或 false）。

关系运算符列表

运算符	描述	示例
==	等于	a == b
!=	不等于	a != b
>	大于	a > b
<	小于	a < b
>=	大于或等于	a >= b
<=	小于或等于	a <= b

示例代码

int x = 5;
int y = 10;

Console.WriteLine(x == y); // 输出: False
Console.WriteLine(x != y); // 输出: True
Console.WriteLine(x > y);  // 输出: False
Console.WriteLine(x < y);  // 输出: True

逻辑运算符

逻辑运算符用于组合多个布尔表达式。

逻辑运算符列表

运算符	描述	示例
&&	逻辑与（AND）	a && b
		逻辑或（OR）	a	b
!	逻辑非（NOT）	!a

示例代码

bool isTrue = true;
bool isFalse = false;

Console.WriteLine(isTrue && isFalse); // 输出: False
Console.WriteLine(isTrue || isFalse); // 输出: True
Console.WriteLine(!isTrue);           // 输出: False

位运算符

位运算符直接对二进制位进行操作。

位运算符列表

运算符	描述	示例
&	按位与	a & b
	按位或	b
^	按位异或	a ^ b
~	按位取反	~a
<<	左移	a << b
>>	右移	a >> b

示例代码

int num1 = 5;    // 二进制: 0101
int num2 = 3;    // 二进制: 0011

Console.WriteLine(num1 & num2);  // 输出: 1 (0001)
Console.WriteLine(num1 | num2);  // 输出: 7 (0111)
Console.WriteLine(num1 ^ num2);  // 输出: 6 (0110)
Console.WriteLine(~num1);        // 输出: -6 (补码表示)
Console.WriteLine(num1 << 1);    // 输出: 10 (1010)
Console.WriteLine(num1 >> 1);    // 输出: 2 (0010)

赋值运算符

赋值运算符用于给变量赋值，并可以结合算术或位运算。

赋值运算符列表

运算符	描述	示例
=	简单赋值	a = b
+=	加后赋值	a += b
-=	减后赋值	a -= b
*=	乘后赋值	a *= b
/=	除后赋值	a /= b
%=	取模后赋值	a %= b
&=	按位与后赋值	a &= b
=	按位或后赋值	= b
^=	按位异或后赋值	a ^= b
<<=	左移后赋值	a <<= b
>>=	右移后赋值	a >>= b

示例代码

int value = 10;
value += 5;  // 等价于 value = value + 5
Console.WriteLine(value); // 输出: 15

运算符优先级

运算符优先级决定了表达式中运算的执行顺序。以下是常见运算符的优先级（从高到低）：

1. 括号 ()
2. 一元运算符（如 ++, --, !, ~）
3. 乘法、除法、取模（*, /, %）
4. 加法、减法（+, -）
5. 移位运算符（<<, >>）
6. 关系运算符（<, >, <=, >=）
7. 相等运算符（==, !=）
8. 位与（&）
9. 位异或（^）
10. 位或（|）
11. 逻辑与（&&）
12. 逻辑或（||）
13. 条件运算符（?:）
14. 赋值运算符（=, +=, -= 等）

优先级示例

int result = 5 + 3 * 2;  // 先计算 3 * 2，再 +5
Console.WriteLine(result); // 输出: 11

bool logicalResult = true || false && false;  // && 优先级高于 ||
Console.WriteLine(logicalResult); // 输出: True

实际应用案例

案例1：计算圆的面积

double radius = 5.0;
double area = Math.PI * radius * radius;  // 使用乘法运算符
Console.WriteLine($"圆的面积: {area}");

案例2：判断闰年

int year = 2024;
bool isLeapYear = (year % 400 == 0) || (year % 100 != 0 && year % 4 == 0);
Console.WriteLine($"{year}年是闰年吗？ {isLeapYear}");

高级主题：运算符重载

C#允许为自定义类型重载运算符，使其支持类似内置类型的运算。

public class Vector
{
    public int X { get; set; }
    public int Y { get; set; }

    // 重载 + 运算符
    public static Vector operator +(Vector v1, Vector v2)
    {
        return new Vector { X = v1.X + v2.X, Y = v1.Y + v2.Y };
    }
}

// 使用示例
Vector v1 = new Vector { X = 1, Y = 2 };
Vector v2 = new Vector { X = 3, Y = 4 };
Vector sum = v1 + v2;  // 使用重载的 + 运算符
Console.WriteLine($"向量和: ({sum.X}, {sum.Y})");

总结

C#提供了丰富的运算符类型，使开发者能够高效地处理各种计算和逻辑操作。理解运算符的优先级和结合性对于编写正确的表达式至关重要。对于高级用户，运算符重载提供了扩展自定义类型行为的强大工具。

通过本指南，您应该已经掌握了C#运算符的核心概念及其实际应用。建议通过实践练习来巩固这些知识。