08-运算符

运算符是编程中的基础工具，用于对变量进行操作。C# 提供了丰富的运算符，涵盖算术运算、逻辑判断、赋值操作、类型检查等。

一、算术运算符

用于执行基本的数学运算。

运算符	操作	示例	结果
`+`	加法	`5 + 3`	`8`
`-`	减法	`10 - 4`	`6`
`*`	乘法	`7 * 2`	`14`
`/`	除法	`10 / 3`	`3`（整数）或 `3.333`（浮点）
`%`	取余	`10 % 3`	`1`

csharp

int a = 10, b = 3;
Console.WriteLine(a + b);   // 13
Console.WriteLine(a - b);   // 7
Console.WriteLine(a * b);   // 30
Console.WriteLine(a / b);   // 3（整数除法，截断小数）
Console.WriteLine(a % b);   // 1（余数）

// 浮点除法——保留小数
double x = 10, y = 3;
Console.WriteLine(x / y);   // 3.33333333333333

// 注意：整数除法截断
Console.WriteLine(10 / 3);   // 3
Console.WriteLine(10 / 3.0); // 3.333...（除数是浮点，结果是浮点）

// 取余的常见用途：判断奇偶
bool isEven = (number % 2 == 0);

算术溢出

csharp

int max = int.MaxValue;     // 2,147,483,647
int overflowed = max + 1;   // -2,147,483,648（默认不检查，绕回）

// 使用 checked 检查溢出
checked
{
    // int result = max + 1;  // 抛出 OverflowException
}

二、自增和自减运算符

运算符	名称	行为	示例
`++a`	前置自增	先加 1，再使用新值	`int b = ++a;` → a=6, b=6
`a++`	后置自增	先使用当前值，再加 1	`int b = a++;` → b=5, a=6
`--a`	前置自减	先减 1，再使用新值	`int b = --a;` → a=4, b=4
`a--`	后置自减	先使用当前值，再减 1	`int b = a--;` → b=5, a=4

csharp

int a = 5;
Console.WriteLine(++a);  // 6（先加再输出）
Console.WriteLine(a);    // 6

int b = 5;
Console.WriteLine(b++);  // 5（先输出再加）
Console.WriteLine(b);    // 6

三、赋值运算符

运算符	示例	等价于
`=`	`a = 10`	赋值
`+=`	`a += 5`	`a = a + 5`
`-=`	`a -= 3`	`a = a - 3`
`*=`	`a *= 2`	`a = a * 2`
`/=`	`a /= 2`	`a = a / 2`
`%=`	`a %= 3`	`a = a % 3`
`??=`	`a ??= b`	`a = a ?? b`

csharp

int x = 10;
x += 5;    // x = 15
x *= 2;    // x = 30
x %= 7;    // x = 2 (30 % 7 = 2)

四、比较运算符

返回 bool 值（true 或 false）。

运算符	操作	示例	结果
`==`	等于	`5 == 5`	`true`
`!=`	不等于	`5 != 3`	`true`
`>`	大于	`10 > 3`	`true`
`<`	小于	`2 < 5`	`true`
`>=`	大于等于	`4 >= 4`	`true`
`<=`	小于等于	`3 <= 4`	`true`

csharp

// 值类型的比较：比较值
int a = 10, b = 20;
bool equal = (a == b);       // false
bool greater = (a > b);      // false
bool lessOrEqual = (a <= b); // true

// 引用类型的比较：默认比较引用
string s1 = "Hello";
string s2 = "Hello";
Console.WriteLine(s1 == s2); // true（string 重载了 ==，比较值）

// 引用类型比较引用
object o1 = new object();
object o2 = new object();
Console.WriteLine(o1 == o2); // false（不同对象，不同引用）
Console.WriteLine(o1.Equals(o2)); // false（默认比较引用）

五、逻辑运算符

运算符	操作	说明	示例
`&&`	逻辑与（AND）	全部为 true 才为 true	`a > 0 && b > 0`
`		`	逻辑或（OR）
`!`	逻辑非（NOT）	取反	`!(a > 0)`

csharp

// 短路求值
bool result1 = (10 > 0) && (10 / 0 == 1);  // ❌ 不会执行到除法

// && 左侧为 false 时，右侧不执行
bool CheckAnd() => true && (true || (0 > 1));

// || 左侧为 true 时，右侧不执行
bool CheckOr() => false && (true || (0 > 1));

// 实际应用：安全检查
if (person != null && person.Age > 18)  // ✅ 先检查 null，避免 NullReferenceException
{
    Console.WriteLine("已成年");
}

逻辑运算符 vs 位运算符

逻辑运算符	位运算符	区别
`&&`	`&`	`&&` 短路求值，`&` 两侧都计算
`		`

六、位运算符

对整数的二进制位进行操作。

运算符	操作	示例	说明
`&`	按位与	`5 & 3` → 1 (`0101 & 0011 = 0001`)	都为 1 才为 1
`	`	按位或	`5
`^`	按位异或	`5 ^ 3` → 6 (`0101 ^ 0011 = 0110`)	不同为 1
`~`	按位取反	`~5` → -6 (`~0101 = 1010`)	1 变 0，0 变 1
`<<`	左移	`5 << 2` → 20 (`0101 << 2 = 10100`)	相当于乘以 4
`>>`	右移	`5 >> 2` → 1 (`0101 >> 2 = 0001`)	相当于除以 4

csharp

int a = 5;   // 二进制：0101
int b = 3;   // 二进制：0011

Console.WriteLine(a & b);   // 1  (0001)
Console.WriteLine(a | b);   // 7  (0111)
Console.WriteLine(a ^ b);   // 6  (0110)
Console.WriteLine(~a);      // -6 (1010)
Console.WriteLine(a << 2);  // 20 (左移 2 位 = 乘以 4)
Console.WriteLine(a >> 1);  // 2  (右移 1 位 = 除以 2)

// 位运算的常见用途
// 1. 使用 Flags 枚举（详见 04-常用数据类型）
// 2. 权限检查
bool hasReadPermission = (permission & Permission.Read) != 0;
// 3. 高效乘除 2 的幂
int doubled = value << 1;   // 乘以 2
int halved = value >> 1;    // 除以 2

七、类型测试运算符

运算符	说明	示例
`is`	检查类型是否匹配	`obj is string`
`as`	安全转换为目标类型	`obj as string`
`typeof`	获取类型的 `Type` 对象	`typeof(string)`
`sizeof`	获取值类型的大小（字节）	`sizeof(int)`

csharp

// is：类型检查（C# 7.0+ 支持模式匹配）
object obj = "Hello";
if (obj is string s)        // 检查并转换
    Console.WriteLine(s.Length);

// as：安全转换（失败返回 null，不抛异常）
string? text = obj as string;
if (text != null)
    Console.WriteLine(text.Length);

// typeof：获取类型信息
Type type = typeof(string);
Console.WriteLine(type.FullName);  // System.String

// sizeof：获取值类型大小（需在 unsafe 上下文中，或 .NET 6+ 直接使用）
Console.WriteLine(sizeof(int));      // 4
Console.WriteLine(sizeof(double));   // 8
Console.WriteLine(sizeof(decimal));  // 16

八、其他运算符

1. 三元运算符 `? :`

csharp

int a = 10, b = 20;
int max = a > b ? a : b;  // 返回较大的值
Console.WriteLine(max);   // 20

2. 空合并运算符 `??` 和 `??=`

csharp

string? name = null;
string display = name ?? "默认值";  // name 为 null 时使用默认值

// ??=：左边为 null 时才赋值
name ??= "新值";  // name 为 null，赋值为 "新值"

3. 空条件运算符 `?.` 和 `?[]`

csharp

Person? person = null;
string? city = person?.Address?.City;  // 安全访问链

int[]? arr = null;
int? first = arr?[0];  // null，不抛异常

4. nameof 运算符

获取变量、类型或成员的名称字符串，编译时确定。

csharp

string name = nameof(person);     // "person"
string typeName = nameof(Person); // "Person"
string methodName = nameof(ToString);  // "ToString"
string paramName = nameof(ArgumentException.ParamName);  // "ParamName"

// 典型用途：异常参数名称
void ValidateAge(int age)
{
    if (age < 0)
        throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(age), "年龄不能为负数");
}

// 属性变更通知
public string Name
{
    get => _name;
    set
    {
        _name = value;
        OnPropertyChanged(nameof(Name));  // 重命名属性时，这里会自动更新
    }
}

5. =>（Lambda 运算符）

csharp

// Lambda 表达式
Func<int, int> square = x => x * x;

// 表达式体方法（C# 6.0+）
int Add(int a, int b) => a + b;

// 表达式体属性
string FullName => $"{FirstName} {LastName}";

// 表达式体构造函数
public Person(string name) => Name = name;

6. checked / unchecked

csharp

checked     { int result = int.MaxValue + 1; }  // 抛出异常
unchecked   { int result = int.MaxValue + 1; }  // 允许溢出（默认）

7. await 运算符

csharp

async Task<int> GetDataAsync()
{
    // await 等待异步操作完成
    string result = await httpClient.GetStringAsync(url);
    return result.Length;
}

九、运算符优先级

优先级决定了表达式中运算的执行顺序。优先级高的先执行。

优先级	类别	运算符
最高	基本	`()` `[]` `?.` `?[]` `++` `--` `new` `typeof` `sizeof` `nameof` `checked` `unchecked` `await`
1	一元	`+` `-` `!` `~` `++x` `--x` `(T)`
2	乘法	`*` `/` `%`
3	加法	`+` `-`
4	移位	`<<` `>>`
5	关系和类型	`<` `>` `<=` `>=` `is` `as`
6	相等	`==` `!=`
7	位与	`&`
8	位异或	`^`
9	位或	`
10	逻辑与	`&&`
11	逻辑或	`
12	空合并	`??`
13	三元	`?:`
14	赋值和 Lambda	`=` `+=` `-=` `*=` `/=` `%=` `??=` `=>`

csharp

int result = 5 + 3 * 2;      // 11（乘法优先）
int result = (5 + 3) * 2;    // 16（括号改变优先级）

// 复杂表达式建议加括号，提高可读性
int value = (a > b ? a : b) * 2;  // 比不加括号更清晰

十、运算符重载

允许自定义类型参与运算。

csharp

public struct Vector2
{
    public double X { get; set; }
    public double Y { get; set; }

    // 重载 + 运算符
    public static Vector2 operator +(Vector2 a, Vector2 b)
        => new Vector2 { X = a.X + b.X, Y = a.Y + b.Y };

    // 重载 * 运算符（向量 × 标量）
    public static Vector2 operator *(Vector2 v, double scalar)
        => new Vector2 { X = v.X * scalar, Y = v.Y * scalar };

    // 重载 == 和 !=（通常需要同时重写 Equals 和 GetHashCode）
    public static bool operator ==(Vector2 a, Vector2 b)
        => a.X == b.X && a.Y == b.Y;

    public static bool operator !=(Vector2 a, Vector2 b)
        => !(a == b);

    public override bool Equals(object? obj)
        => obj is Vector2 v && v == this;

    public override int GetHashCode()
        => HashCode.Combine(X, Y);

    public override string ToString() => $"({X}, {Y})";
}

// 使用
var v1 = new Vector2 { X = 1, Y = 2 };
var v2 = new Vector2 { X = 3, Y = 4 };
var sum = v1 + v2;         // (4, 6)
var scaled = v1 * 2.5;     // (2.5, 5)
Console.WriteLine(sum);    // (4, 6)

可重载的运算符

类别	可重载的运算符
算术	`+` `-` `*` `/` `%`
自增自减	`++` `--`
比较	`==` `!=` `<` `>` `<=` `>=`
位运算	`&` `
不能重载	`=` `&&` `

重载运算符必须是 public static 方法。

核心知识点总结

运算符分类速查

类别	运算符
算术	`+` `-` `*` `/` `%`
自增自减	`++` `--`
赋值	`=` `+=` `-=` `*=` `/=` `%=` `??=`
比较	`==` `!=` `<` `>` `<=` `>=`
逻辑	`&&` `
位运算	`&` `
类型	`is` `as` `typeof` `sizeof`
空值	`??` `?.` `?[]`
其他	`?:` `=>` `nameof` `checked` `unchecked` `await` `new`

注意事项

C# 中 = 是赋值，== 是相等判断——不要混淆
整数除法截断小数——10 / 3 = 3，不是 3.333
短路求值——&& 和 || 左侧满足条件时右侧不执行
优先使用括号——不要依赖优先级记忆，加括号更清晰
is 模式匹配——比 is + 强制转换更安全、更简洁
nameof 编译时确定——重构时自动更新，优于字符串字面量
sizeof 只能用于值类型——引用类型大小不由开发者直接控制
运算符重载要符合直觉——+ 应该表示相加，不要用于减法等

08-运算符 ​

一、算术运算符 ​

算术溢出 ​

二、自增和自减运算符 ​

三、赋值运算符 ​

四、比较运算符 ​

五、逻辑运算符 ​

逻辑运算符 vs 位运算符 ​

六、位运算符 ​

七、类型测试运算符 ​

八、其他运算符 ​

1. 三元运算符 ? : ​

2. 空合并运算符 ?? 和 ??= ​

3. 空条件运算符 ?. 和 ?[] ​

4. nameof 运算符 ​

5. =>（Lambda 运算符） ​

6. checked / unchecked ​

7. await 运算符 ​

九、运算符优先级 ​

十、运算符重载 ​

可重载的运算符 ​

核心知识点总结 ​

运算符分类速查 ​

注意事项 ​

08-运算符

一、算术运算符

算术溢出

二、自增和自减运算符

三、赋值运算符

四、比较运算符

五、逻辑运算符

逻辑运算符 vs 位运算符

六、位运算符

七、类型测试运算符

八、其他运算符

1. 三元运算符 `? :`

2. 空合并运算符 `??` 和 `??=`

3. 空条件运算符 `?.` 和 `?[]`

4. nameof 运算符

5. =>（Lambda 运算符）

6. checked / unchecked

7. await 运算符

九、运算符优先级

十、运算符重载

可重载的运算符

核心知识点总结

运算符分类速查

注意事项