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前言

:smile:大家好，我是writer桑，前面一章已经学习了 C# 中变量和常量的使用，那本章就开始学习 C# 程序中的运算符概念，希望看完大家能够有所收获，感谢支持！

运算符

运算符是一种告诉编译器执行特定行为的数学或逻辑操作的符号。C# 内置了许多类型的运算符，用于对这些类型的值执行一些基本的操作。这些运算符包括：算术运算符、比较运算符、布尔逻辑运算符、位运算符和相等运算符。

1，算术运算符

以下表格展示了一元运算符，其中假设变量 a 等于10：

一元运算符	描述	实例
++	增量运算符	++a 输出 11
--	减量运算符	--a 输出 9
+	一元加运算符	+a 输出 10
-	一元减运算符	-a 输出 -10

1.1，增量和减量运算符：

增量运算符 ++ 按 1 递增起操作数。操作数必须是变量、属性访问或索引器访问。其中增量运算符以两种形式进行支持：前缀增量运算符 ++x 表示先递增再赋值和后缀增量运算符 x++ 表示先赋值再递增；而减量运算符和增量运算符很类似，只不过是 + 号换成 - 号，把增量换成减量，主要的作用都是一样的。这里借增量运算符来讨论。

示例如下：

int a = 10;
int b = 10;

// 后缀增量运算符 
Console.WriteLine(a++);     // 输出 10  
Console.WriteLine(a);       // 输出 11
// 前缀增量运算符 
Console.WriteLine(++b);     // 输出 11

int c = 10;
int d = 10;

// 后缀减量运算符 
Console.WriteLine(c--);     // 输出 10  
Console.WriteLine(c);       // 输出 9
// 前缀减量运算符 
Console.WriteLine(--d);     // 输出 9

1.2，一元加和减运算符：

一元 + 运算符表示对其操作数取正，也就是返回其操作数的值，一元 - 运算符对其操作数取负，也就是返回其操作数的负值。

示例如下：

Console.WriteLine(+4);      // 输出 4
Console.WriteLine(-4);      // 输出 -4
Console.WriteLine(-(-4));   // 输出 4
uint a = 5;
var b = -a;

Console.WriteLine(b);   // 输出 -5
Console.WriteLine(b.GetType()); // 输出 System.Int64
Console.WriteLine(-double.NaN); // 输出 NaN

以下表格展示了二元运算符，其中假设变量 a 等于10，变量 b 等于 20：
| 二元运算符 | 描述 | 实例|
|:--:|:--:|:--:|
|| 乘法运算符 | a b 输出 200|
|/| 除法运算符 | b / a 输出 2|
| %| 余数运算符 |b % a 输出 0 |
| +| 加法运算符 |b + a 输出 30 |
| -| 减法运算符 | b - a 输出 10 |

1.3，乘法运算符：

乘法运算符 表示计算其操作数的乘积，在不安全的上下文中，一元 运算符还可以表示指针间接运算符。

示例如下：

Console.WriteLine(5 * 2);           // 输出 10
Console.WriteLine(0.5 * 2.5);       // 输出 1.25
Console.WriteLine(0.1m * 23.4m);    // 输出 2.34

//  不安全的上下文 
unsafe
{
    char letter = 'A';
    char* pointerToLetter = &letter;
    Console.WriteLine(pointerToLetter);
    Console.WriteLine($"Value of the `letter` variable: {letter}");
    Console.WriteLine($"Address of the `letter` variable:{ (long)pointerToLetter:X}");
}

1.4，除法运算符：

除法运算符 / 表示计算其操作数之间相除的商，整数类型的操作数，/ 运算符的结果为整数类型，并且等于两个操作数之商项向零舍入后的结果；若想要商的结果为浮点数形式，则需要使用浮点类型的操作数。

示例如下：

Console.WriteLine(13 / 5);         // 输出 2
Console.WriteLine(-13 / 5);     // 输出 -2
Console.WriteLine(13 / -5);     // 输出 -2
Console.WriteLine(-13 / -5);     // 输出 2

//  浮点数形式 
Console.WriteLine(13 / 5.0);     // 输出 2.6

int a = 13;
int b = 5;
Console.WriteLine((double)a / b);     // 输出 2.6

1.5，余数运算符：

余数运算符 % 表示计算左侧操作数除以右侧操作数后的余数。整数类型的操作数，a % b 的结果是 a - (a / b) * b 得出的值。非零余数的符号与左侧操作数的符号相同。

示例如下：

Console.WriteLine(5 % 4);       // 输出 1
Console.WriteLine(5 % -4);      // 输出 1
Console.WriteLine(-5 % 4);      // 输出 -1
Console.WriteLine(-5 % -4);     // 输出 -1

1.6，加法运算符：

加法运算符 + 表示计算操作数之间的和，同时 + 运算符还可以用于字符串串联和委托组合。

示例如下：

Console.WriteLine(5 + 4);       // 输出 9
Console.WriteLine(5 + 4.3);     // 输出 9.3
Console.WriteLine(5.1m + 4.2m); // 输出 9.3

// 字符串串联
Console.WriteLine("Hello" + "World");    // Hello World

// 委托组合
Action a = () => Console.Write("a");
Action b = () => Console.Write("b");
Action ab = a + b;
ab();   // 输出：ab

1.7，减法运算符：

减法运算符 - 表示从其左侧操作数中减去其右侧操作数，同时 - 运算符还可以删除委托。

示例如下：

Console.WriteLine(47 - 3);      // 输出 44
Console.WriteLine(5 - 4.3);     // 输出 0.7
Console.WriteLine(7.5m - 2.3m); // 输出 5.2

// 删除委托
Action a = () => Console.Write("a");
Action b = () => Console.Write("b");
Action ab = a + b - b;
ab();         // 输出：a

2，布尔逻辑运算符

以下表格展示了布尔逻辑运算符，其中假设变量 a 为 true，变量 b 为 false：

布尔运算符	描述	实例
!	逻辑非运算符	!a 为 False
&	逻辑与运算符	a & b 为 False
\		逻辑或运算符	a \	b 为 True
^	逻辑异或运算符	a ^ b 为 True
&&	条件逻辑与运算符	a && b 为 False
\	\		条件逻辑或运算符	a \	\	b 为 True

2.1，逻辑非运算符：

一元前缀运算符 ! 表示计算操作数的逻辑非。也就是说，如果操作数的计算结果为false，它生成true，相对的如果操作数的计算结果为 true，它生成 false；同时一元后缀运算符！表示 null 包容运算符或 null 抑制运算符，可以在已启用的可为空的注释上下文中，来取消上述表达式的所有可为 null 警告。

示例如下：

bool passed = false;
Console.WriteLine(!passed);     // 输出：True 
Console.WriteLine(!true);       // 输出：False

public static void Main()
{
    Person? p = Find("John");
    if (IsValid(p))
    {
        Console.WriteLine($"Found {p!.Name}");
    }
}

public static bool IsValid(Person? person)
 => person is not null && person.Name is not null;


// 如果肯定某个表达式不能为 null，但编译器无法识别它，
// 可以使用 null 包容运算符。在此示例中，如果 IsValid 方法返回 true，
// 则其参数不是 null，可以放心取消对它的引用。

2.2，逻辑与运算符：

逻辑与运算符 & 表示计算操作数的逻辑与。只有当 x 和 y 的计算结果都为 true，则 x & y 的输出结果才为 true。否则，其它结果全为 false。注意即使左侧操作数计算结果为 false，& 运算符也会计算这两个操作数；对于整型数值类型的操作数，& 运算符计算其操作数的位逻辑 AND；一元 & 运算符会返回其操作数的地址。

示例如下：

// 逻辑非运算
Console.WriteLine(true & true);     // 输出：True 
Console.WriteLine(false & true);    // 输出: False

// 位逻辑 AND 运算
Console.WriteLine(1 & 0);     // 输出：0

// 不安全的上下文
unsafe
{
    // 一元 & 运算符返回其操作数的地址
    int number = 27;
    int* pointerToNumber = &number;
    Console.WriteLine($"变量值: {number}");
    Console.WriteLine($"变量地址: {(long)pointerToNumber:X}");
}

2.3，逻辑或运算符：

逻辑或运算符 | 表示计算操作数的逻辑或。如果 x 或 y 的计算结果为 true，则 x | y 的结果为 true，否则，其它结果全为false。即使左侧操作数计算结果为 true，| 运算符也会计算这两个操作数；对于整型数值类型的操作数，| 运算符会计算其操作数的位逻辑 OR。

示例如下：

// 逻辑或运算
Console.WriteLine(true | false);     // 输出：True 
Console.WriteLine(false & false);    // 输出: False

// 位逻辑 OR 运算
Console.WriteLine(1 & 0); // 输出 0

2.4，逻辑异或运算符：

逻辑异或运算符 ^ 表示计算操作数的逻辑异或（亦称为“逻辑 XOR”）。当 x 的布尔值和 y 的布尔值不相等时，那么 x ^ y 的结果为 true。否则，其它结果全为 false。也就是说，对于 bool 操作数，^ 运算符的计算结果与不等运算符 != 相同；同时对于整型数值类型的操作数，^ 运算符计算其操作数的位逻辑异或。

示例如下：

// 逻辑异或运算 
Console.WriteLine(true ^ false);
Console.WriteLine(true ^ true);
Console.WriteLine(false ^ false);

// 位逻辑异或运算
Console.WriteLine(1 ^ 0);   // 输出： 1

2.5，条件逻辑与运算符：

条件逻辑与运算符 &&（亦称为“短路”逻辑与运算符）表示计算操作数的逻辑与。如果 x 和 y 的计算结果都为 true，则 x && y 的结果为 true，否则，其它结果都为 false；和逻辑与运算符 & 不同的是如果 && 运算符左侧操作数 x 的计算结果为 false，那么就不执行右侧操作数 y 的计算结果。

示例如下：

using System;

public class Program
{
    static bool SecondOperand()
    {
        Console.WriteLine("对第二个操作数求值。");
        return true;
    }

    static void Main()
    {
        bool a = false && SecondOperand();  // 左侧为false, 不会执行 SecondOperand 方法的操作 
        Console.WriteLine(a);               // 输出：False

        bool b = true && SecondOperand();   // 输出：对第二个操作数求值。 
        Console.WriteLine(b);   // True  
    } 

}

2.6，条件逻辑或运算符：

条件逻辑或运算符 ||（亦称为“短路”逻辑或运算符）表示计算操作数的逻辑或。如果 x 或 y 的计算结果为 true，则 x || y 的结果为 true。否则，其它结果都为 false；和逻辑或运算符 | 不同的是如果 || 运算符左侧操作数 x 的计算结果为 true，则不执行右侧操作数 y 的计算结果。

示例如下：

using System;

public class Program
{
    static bool SecondOperand()
    {
        Console.WriteLine("对第二个操作数求值。");
        return false;
    }

    static void Main()
    {
        bool a = true || SecondOperand();   // 左侧为true, 不会执行 SecondOperand 方法的操作 
        Console.WriteLine(a);               // 输出：True

        bool b = false || SecondOperand();   // 输出：对第二个操作数求值。 
        Console.WriteLine(b);                // 输出：false
    }

}

3，位运算符

以下表格展示了位运算符和移位运算符，其中假设变量 a 为 1，变量 b 为 2：

位运算符	描述	实例
~	按位求补运算符	~a 等于 -2
<<	左移位运算符	a << 2 等于 4
>>	右移位运算符	a >> 2 等于 0
>>>	无符号右移运算符	a >>> 2 等于 0
&	逻辑与运算符	a & b 等于 0
^	逻辑异或运算符	a ^ b 等于 3
\		逻辑或运算符	a \	b 等于 3

3.1，按位求补运算符：

~ 运算符表示通过反转每个位产生其操作数的按位求补；同时也可以使用 ~ 符号来声明终结器（也就是折构函数）。

示例如下：

uint a = 0b_0000_1111_0000_1111_0000_1111_0000_1100;
uint b = ~a; 

Console.WriteLine(Convert.ToString(b, toBase: 2));  // 输出： 11110000111100001111000011110011

// 终结器的简单实例 
class Car
{
    ~Car()      
    {
        // 清理语句....
    }
}

3.2，左移位运算符：

<< 运算符表示将其左侧操作数向左移动右侧操作数定义的位数。有关右侧操作数如何定义移位计数的信息，同时左移运算放弃超出结果类型范围的高阶位，并将低阶空位位置设置为零，也就是高位舍弃，低位补零。

示例如下：

uint x = 0b_1100_1001_0000_0000_0000_0000_0001_0001;
Console.WriteLine($"之前: {Convert.ToString(x, toBase: 2)}");

uint y = x << 4;
Console.WriteLine($"之后: {Convert.ToString(y, toBase: 2)}");

// 输出:
// 之前: 11001001000000000000000000010001
// 之后: 10010000000000000000000100010000

3.3，右移位运算符：

\>> 运算符表示将其左侧操作数向右移动右侧操作数定义的位数，右移位运算会放弃低阶位。而高顺序空位位置是根据左侧操作数类型设置的：当左侧操作数的类型是 int 或 long 时，如果左侧操作数为非负，高顺序空位位置设置为0，如果为负，则将该位置设置为1；当左侧操作数的类型是 uint 或 ulong时，则高顺序空位位置始终设置为0。

示例如下：

// int类型 
int a = int.MinValue;
Console.WriteLine($"之前： {Convert.ToString(a, toBase: 2)}");

int b = a >> 3;
Console.WriteLine($"之后： {Convert.ToString(b, toBase: 2)}");
// 输出：
// 之前： 10000000000000000000000000000000
// 之后： 11110000000000000000000000000000

// uint 类型 
uint c = 0b_1000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000;
Console.WriteLine($"之前： {Convert.ToString(c, toBase: 2),32}");

uint d = c >> 3;
Console.WriteLine($"之后： {Convert.ToString(d, toBase: 2).PadLeft(32,
'0'),32}");
// 输出： 
// 之前： 10000000000000000000000000000000
// 之后： 00010000000000000000000000000000

3.4，无符号右移运算符：

无符号右移运算符 >>> 需要 C# 11 及更高的版本支持，表示将其左侧操作数向右移动其右侧操作数定义的位数。>>> 运算符始终执行逻辑移位，也就是说无论左侧操作数的类型如何，高顺序空位位置始终设置为零。如果左侧操作数是带符号类型，>> 运算符将执行算术移位（即最高有效位的值传播到高顺序空位位置）。

示例如下：

// 运算符 >> 和运算符 >>> 的区别： 
int x = -8;
Console.WriteLine($"之前： {x,11}, 十六进制: {x,8:x}, 二进制:{Convert.ToString(x, toBase: 2),32}");

int y = x >> 2;
Console.WriteLine($"之后 >>: {y,11}, 十六进制: {y,8:x}, 二进制:{Convert.ToString(y, toBase: 2),32}");

int z = x >>> 2;
Console.WriteLine($"之后 >>>: {z,11}, 十六进制: {z,8:x}, 二进制:{Convert.ToString(z, toBase: 2).PadLeft(32, '0'),32}");

// 输出：
// 之前： -8, 十六进制: fffffff8, 二进制: 11111111111111111111111111111000
// 之后 >>: -2, 十六进制: fffffffe, 二进制: 11111111111111111111111111111110
// 之后 >>>: 1073741822, 十六进制: 3ffffffe, 二进制: 00111111111111111111111111111110

3.5，逻辑与运算符：

& 运算符表示计算其整型操作数的位逻辑 AND；对 bool 操作数， & 运算符对其操作数执行逻辑 AND 运算；一元 & 运算符是 address-of 运算符。

示例如下：

uint a = 0b_1111_1000;
uint b = 0b_1001_1101;
uint c = a & b;

Console.WriteLine(Convert.ToString(c, toBase: 2));       // 输出： 10011000

3.6，逻辑异或运算符：

^ 运算符表示计算其整型操作数的位逻辑异或，也称为位逻辑 XOR；对于 bool 操作数，^ 运算符对其操作数执行逻辑异或运算。

示例如下：

uint a = 0b_1111_1000;
uint b = 0b_0001_1100;
uint c = a ^ b;

Console.WriteLine(Convert.ToString(c, toBase: 2));      // 输出：11100100

3.7，逻辑或运算符：

| 运算符表示计算其整型操作数的位逻辑 OR；对于 bool 操作数， | 运算符对齐操作数执行逻辑 OR 运算。

示例如下：

uint a = 0b_1010_0000;
uint b = 0b_1001_0001;
uint c = a | b;

Console.WriteLine(Convert.ToString(c, toBase: 2));       // 输出： 10110001

4，关系运算符

以下表格展示了相等运算符和比较运算符，其中假设变量 a 为 10，变量 b 为 20：

关系运算符	描述	实例
==	相等运算符	（a == b）等于 False
!=	不等运算符	（a != b）等于 True
<	小于运算符	（a < b）等于 True
>	大于运算符	（a > b）等于 False
<=	小于或等于运算符	（a <= b）等于 True
>=	大于或等于运算符	（a >= b）等于 False

4.1，相等运算符：

相等运算符 == 表示测试两个对象是否相等。当内容相等时，值类型相等。当两个变量引用同一内存时，引用类型相等。

示例如下：

// 值类型的比较
int a = 1 + 2 + 3;
int b = 6;
Console.WriteLine(a == b);      // 输出： True

char c1 = 'a';
char c2 = 'A';
Console.WriteLine(c1 == c2);    // 输出： False
Console.WriteLine(c1 == char.ToLower(c2)); // 输出： True

// 引用类型的比较
public class ReferenceTypesEquality
{
    public class MyClass
    {
        private int id;
        public MyClass(int id) => this.id = id;
    }

    public static void Main()
    {
        var a = new MyClass(1);
        var b = new MyClass(1);
        var c = a;

        Console.WriteLine(a == b);      // output: False
        Console.WriteLine(a == c);      // output: True
    }
}

4.2，不等运算符：

不等于运算符 != 表示当测试的两个对象不相等时，返回 true，否则返回 false。当内容不相等时，值类型不相等。当两个变量引用不同的内存时，引用类型不相等。

示例如下：

int a = 1 + 1 + 2 + 3;
int b = 6;
Console.WriteLine(a != b); // 输出：True

string s1 = "Hello";
string s2 = "Hello";
Console.WriteLine(s1 != s2); // 输出：False

object o1 = 1;
object o2 = 1;
Console.WriteLine(o1 != o2); // 输出：True

// 引用类型的比较
public class ReferenceTypesEquality
{
    public class MyClass
    {
        private int id;
        public MyClass(int id) => this.id = id;
    }

    public static void Main()
    {
        var a = new MyClass(1);
        var b = new MyClass(1);
        var c = a;

        Console.WriteLine(a != b);      // 输出： True
        Console.WriteLine(a != c);      // 输出： False
    }
}

4.3，小于运算符：

小于运算符 < 表示如果左侧操作数小于右侧操作数，< 运算符返回 true，否则返回 false。

示例如下：

Console.WriteLine(7.0 < 5.1); // 输出： False
Console.WriteLine(5.1 < 5.1); // 输出： False
Console.WriteLine(0.0 < 5.1); // 输出： True
Console.WriteLine(double.NaN < 5.1); // 输出： False
Console.WriteLine(double.NaN >= 5.1); // 输出： False

4.4，大于运算符：

大于运算符 > 表示如果左侧操作数大于右侧操作数，> 运算符返回 true，否则返回 false。

示例如下：

Console.WriteLine(7.0 > 5.1); // 输出： True
Console.WriteLine(5.1 > 5.1); // 输出： False
Console.WriteLine(0.0 > 5.1); // 输出： False
Console.WriteLine(double.NaN > 5.1); // 输出： False
Console.WriteLine(double.NaN <= 5.1); // 输出： False

4.5，小于或等于运算符：

小于或等于运算符 <= 表示如果左侧操作数小于或等于右侧操作数，<= 运算符返回 true，否则返回 false。

示例如下：

Console.WriteLine(7.0 <= 5.1); // 输出： False
Console.WriteLine(5.1 <= 5.1); // 输出： True
Console.WriteLine(0.0 <= 5.1); // 输出： True
Console.WriteLine(double.NaN > 5.1); // 输出： False
Console.WriteLine(double.NaN <= 5.1); // 输出： False

4.6，大于或等于运算符：

大于或等于运算符 >= 表示如果左侧操作数大于或等于右侧操作数，>= 运算符返回 true，否则返回 false。

示例如下：

Console.WriteLine(7.0 >= 5.1);      // 输出： True
Console.WriteLine(5.1 >= 5.1);      // 输出： True
Console.WriteLine(0.0 >= 5.1);      // 输出： False
Console.WriteLine(double.NaN < 5.1);    // 输出： False
Console.WriteLine(double.NaN >= 5.1);   // 输出： False

5，赋值运算符

以下表格展示了赋值运算符，其中假设有变量 a 与 b：

赋值运算符	描述	实例
=	赋值运算符	a = b 等同于 b 赋值给 a
+=	加且赋值运算符	a += b 等同于 a = a + b
-=	减且赋值运算符	a -= b 等同于 a = a - b
*=	乘且赋值运算符	a = b 等同于 a = a b
/=	除且赋值运算符	a /= b 等同于 a = a / b
%=	求模且赋值运算符	a %= b 等同于 a = a % b
<<=	左移且赋值运算符	a <<= 2 等同于 a = a << 2
>>=	右移且赋值运算符	a >>= 2 等同于 a = a >> 2
&=	按位与且赋值运算符	a &= b 等同于 a = a & b
^=	按位异或且赋值运算符	a ^= b 等同于 a = a ^ b
\	=	按位或且赋值运算符	a \	= b 等同于 a = a \	b

5.1，赋值运算符：

赋值运算符 = 表示将其右操作数的值赋给变量、属性或由其左操作数给出的索引器元素。赋值表达式的结果是分配给左操作数的值。右操作数类型必须与左操作数类型相同，或可隐式转换为左操作数的类型。

示例如下：

var numbers = new List<double>() { 1.0, 2.0, 3.0 };
Console.WriteLine(numbers.Capacity);     

numbers.Capacity = 100; 
Console.WriteLine(numbers.Capacity);     
// 输出：
// 4
// 100

int newFirstElement;
double originalFirstElement = numbers[0];
newFirstElement = 5;
numbers[0] = newFirstElement;

Console.WriteLine(originalFirstElement);
Console.WriteLine(numbers[0]);
// 输出：
// 1
// 5

5.2，复合赋值：

对于二元运算符 op，符合赋值表达式 x op= y 等效于 x = x op y。上表中除了简单赋值运算符 = 之外的所有赋值运算符都可以用符合赋值表达式来概括。其中算术、布尔逻辑以及逻辑位和移位运算符支持复合赋值。

示例如下：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int a = 11;
        int b;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

6，其他运算符

以下表格展示了 C# 支持的其它一些运算符，其中假设变量 int? a = 10、int[] arr = {1}：

运算符	描述	实例
sizeof()	sizeof 运算符	sizeof(int) 返回 4
typeof()	typeof 运算符	typeof(StreamReader) 返回 System.IO.StreamReader
is	is 运算符	(a is int) 返回 True
as	as 运算符	(a as double?) 返回 null
? :	三元条件运算符	(true ? a : 0) 返回 10
??/??=	Null 合并操作符	(a ?? 0) 返回 10
?. /?[]	Null 条件运算符	arr?[0] 返回 1

6.1，sizeof 运算符：

sizeof 运算符表示返回给定类型的变量所占用的字节数。 sizeof 运算符的参数必须是一个非托管类型的名称，或是一个限定为非托管类型的类型参数。 sizeof 运算符需要不安全的上下文。但在 C# 程序中常见的数据类型会被计算为相应的常数值，并不需要“不安全”的上下文。

示例如下：

Console.WriteLine(sizeof(byte));        // 输出：1
Console.WriteLine(sizeof(short));       // 输出：2
Console.WriteLine(sizeof(ushort));      // 输出：2
Console.WriteLine(sizeof(int));         // 输出：4
Console.WriteLine(sizeof(uint));        // 输出：4
Console.WriteLine(sizeof(long));        // 输出：8
Console.WriteLine(sizeof(ulong));       // 输出：8
Console.WriteLine(sizeof(float));       // 输出：4
Console.WriteLine(sizeof(double));      // 输出：8
Console.WriteLine(sizeof(decimal));     // 输出：16

6.2，typeof 运算符：

typeof 运算符表示用于获取某个类型的 System.Type 实例。 typeof 运算符的实参必须是类型或类型形参的名称。同时 typeof 运算符的参数不能是需要元数据注释的类型。

示例如下：

Console.WriteLine(typeof(StreamReader));    // 输出： System.IO.StreamReader 
//Console.WriteLine(typeof(dynamic));     // 报错：typeof 运算符不能用在xx类型上

6.3，is 运算符

is 运算符表示检查表达式结果的运行时类型是否与给定类型兼容。同时 is 运算符还会对照某个模式测试表达式结果。 E is T 其中 E 是返回一个值的表达式，T 是类型或类型参数的名称。 E 不得为匿名方法或 Lambda 表达式。

示例如下：

public class Base { }

public class Derived : Base { }

public static class IsOperatorExample
{
    public static void Main()
    {
        object b = new Base();
        Console.WriteLine(b is Base);       // 输出： True
        Console.WriteLine(b is Derived);    // 输出： False

        object d = new Derived();
        Console.WriteLine(d is Base);       // 输出： True
        Console.WriteLine(d is Derived);    // 输出： True
    }
}

6.4，as 运算符：

as 运算符表示将表达式结果显式转换为给定的引用或可以为 null 值的类型。如果无法进行转换，则 as 运算符返回 null。与强制转换表达式不同，as 运算符永远不会引发异常。同时 as 运算符仅考虑引用、可以为 null、装箱和取消装箱转换。不能使用 as 运算符执行用户定义的转换。

示例如下：

IEnumerable<int> numbers = new[] { 10, 20, 30 };
IList<int> indexable = numbers as IList<int>;

if (indexable != null)
{
    Console.WriteLine(indexable[0] + indexable[indexable.Count - 1]);   // 输出：40
}

6.5，三元条件运算符：

条件运算符 ( ?: ) 也称为三元条件运算符，表示用于计算布尔表达式，并根据布尔表达式的计算结果为 true 还是 false 来返回两个表达式中的一个结果，条件运算符的语法总结为： condition ? consequent : alternative；condition 表达式的计算结果必须为 true 或 false。若 condition 的计算结果为 true，将计算 consequent，其结果成为运算结果。若 condition 的计算结果为 false，将计算 alternative，其结果成为运算结果。只会计算 consequent 或 alternative。

示例如下：

string GetWeatherDisplay(double tempInCelsius) 
    => tempInCelsius < 20.0 ? "Cold." : "Perfect!";
Console.WriteLine(GetWeatherDisplay(15));   // 输出： Cold.
Console.WriteLine(GetWeatherDisplay(27));   // 输出： Perfect!

6.6，Null 合并操作符：

Null 合并操作符表示如果左操作数的值不为 null，则 null 合并运算符 ?? 返回该值；否则，它会计算右操作数并返回其结果。如果左操作数的计算结果为非 null，则 ?? 运算符不会计算其右操作数；仅当左操作数的计算结果为 null 时，Null 合并赋值运算符 ??= 才会将其右操作数的值赋值给其左操作数。如果左操作数的计算结果为非 null，则 ??= 运算符不会计算其右操作数。

示例如下：

List<int> numbers = null;
int? a = null;
Console.WriteLine((numbers is null));   // 预期： true
                                                
(numbers ??= new List<int>()).Add(5);   // 如果numbers为空，则初始化它。然后，把数字加5

Console.WriteLine(string.Join(" ", numbers));   // 输出： 5
Console.WriteLine((numbers is null));   // 预期： false 
Console.WriteLine((a is null));     // 预期： true
Console.WriteLine((a ?? 3));        // 预期： 3 因为a仍然是空的
                                    // 如果a为空，则将0赋给a并将a添加到列表中
numbers.Add(a ??= 0);
Console.WriteLine((a is null));     // 预期： false 
Console.WriteLine(string.Join(" ", numbers)); // 输出： 5 0
Console.WriteLine(a);       // 输出： 0

6.7，Null 条件运算符：

Null 条件运算符 ?. 和 ?[] 表示仅当操作数的计算结果为非 NULL 时，NULL 条件运算符才对其操作数应用成员访问 ?. 或元素访问 ?[] 操作；否则，它会返回 null。即：

如果 a 的计算结果为 null，则 a?.x 或 a?[x] 的结果为 null。

如果 a 的计算结果为非 null，则 a?.x 或 a?[x] 的结果将分别与 a.x 或 a[x] 的结果相同。

同时 Null 条件运算符采用最小化求职策略。也就是说如果条件成员或元素访问运算链中的一个运算返回 null，则链的其余部分不会执行。

示例如下：

using System; 

public class Program
{
    static double SumNumbers(List<double[]> setsOfNumbers, int indexOfSetToSum)
    {
        return setsOfNumbers?[indexOfSetToSum]?.Sum() ?? double.NaN;
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        var sum1 = SumNumbers(null, 0);
        Console.WriteLine(sum1);    // 输出： NaN

        var numberSets = new List<double[]>
        {
             new[] { 1.0, 2.0, 3.0 },
             null
        };

        var sum2 = SumNumbers(numberSets, 0);
        Console.WriteLine(sum2);            // 输出： 6

        var sum3 = SumNumbers(numberSets, 1);
        Console.WriteLine(sum3);          // 输出： NaN 
    }

}

7，运算符的优先级

以下表展示了 C# 中运算符的优先级：

类别或名称	运算符
主要	x.y、f(x)、a[i]、x?.y、x?[y]、x++、x--、x!、new、typeof、checked、unchecked、default、nameof、delegate、sizeof、stackalloc、x->y
一元	+x、-x、x、~x、++x、--x、^x、(T)x、await、&&x、*x、true 和 false
范围	x..y
switch 和 with 表达式	switch、with
乘法	x * y、x / y、x % y
加法	x + y、x – y
Shift	x << y、x >> y
关系和类型测试	x < y、x > y、x <= y、x >= y、is、as
相等	x == y、x != y
布尔逻辑 AND 或按位逻辑 AND	x & y
布尔逻辑 XOR 或按位逻辑 XOR	x ^ y
布尔逻辑 OR 或按位逻辑 OR	x \	y
条件 "与"	x && y
条件"或"	x \	\	y
Null 合并运算符	x ?? y
条件运算符	c ? t : f
赋值和 lambda 声明	x = y、x += y、x -= y、x *= y、x /= y、x %= y、x &= y、x \	= y、x ^= y、x <<= y、x >>= y、x??= y、=>

7.1，运算符优先级：

运算符优先级表示在包含多个运算符的表达式中，先按优先级较高的运算符计算，再按优先级较低的运算符计算。以下表按最高优先级到最低优先级的顺序列出 C# 运算符，其中每行中运算符的优先级相同。

示例如下：

var a = 2 + 2 * 2;
Console.WriteLine(a); // 输出：6 

var b = (2 + 2) * 2;
Console.WriteLine(b); // 输出：8

在包含多个运算符的表达式中，先按优先级较高的运算符计算，再按优先级较低的运算符计算。
在此示例中，首先执行乘法，因为其优先级高于加法，使用括号更改运算符优先级所施加的计算顺序。

8，运算符重载

以下表展示了 C# 中可以重载的运算符：

运算符	描述
+x, -x, !x, ~x, ++, --, true, false	true和 false 运算符必须一起重载。
x + y, x - y, x * y, x / y, x % y, x & y, x \	y, x ^ y, x << y, x >> y, x >>> y	-
x == y, x != y, x < y, x > y, x <= y, x >= y	必须按如下方式成对重载： == 和 !=、 < 、 > <= 和 >=。

以下表展示了 C# 中不可重载的运算符：

运算符	替代方法
x && y, x \	\	y	重载 true 和 false 运算符以及 & 或 \	运算符。
a[i], a?[i]	定义索引器。
(T)x	定义可由强制转换表达式执行的自定义类型转换。
+=, -=, *=, /=, %=, &=,\	=, ^=, <<=, >>=, >>>=	重载相应的二元运算符。例如，重载二元 + 运算符时， += 将隐式重载。
^x, x = y, x.y, x?.y, c ? t : f, x ?? y, ??= y,x..y, x->y, =>, f(x), as, await, checked,unchecked, default, delegate, is, nameof,new,sizeof, stackalloc, switch, typeof, with	无。

8.1，运算符重载的实现：

运算符重载表示用户定义的类型可重载预定义的 C# 运算符。也就是表示当一个或两个操作数都是某类型时，此类型可提供操作的自定义实现。运算符重载使用 operator 关键字来声明运算符，运算符声明必须符合以下规则：

同时包含 public 和 static 修饰符。

一元运算符有一个输入参数。二元运算符有两个输入参数。在每种情况下，都至少有一个参数必须具有类型 T 或 T?，其中 T 是包含运算符声明的类型。

同时在 C# 程序并不是所有运算符都可以被重载，上面的两个表就分别介绍了 C# 程序中支持的可重载运算符和不可重载运算符。

示例如下：

// 定义了一个表示有理数的简单结构，该结构会重载一些算术运算符。
public readonly struct Fraction
{
    private readonly int num;
    private readonly int den;

    // 构造函数 
    public Fraction(int numerator, int denominator)
    {
        if (denominator == 0)
        {
            throw new ArgumentException("Denominator cannot be zero.", nameof(denominator)); 
        }

        num = numerator;
        den = denominator;
    }

    // 运算符重载部分 
    public static Fraction operator + (Fraction a) => a;
    public static Fraction operator - (Fraction a) => new Fraction(-a.num,
   a.den);

    public static Fraction operator + (Fraction a, Fraction b)
        => new Fraction(a.num * b.den + b.num * a.den, a.den * b.den);

    public static Fraction operator -(Fraction a, Fraction b)
        => a + (-b);

    public static Fraction operator *(Fraction a, Fraction b)
        => new Fraction(a.num * b.num, a.den * b.den);

    public static Fraction operator /(Fraction a, Fraction b)
    {
        if (b.num == 0)
        {
            throw new DivideByZeroException();
        }
        return new Fraction(a.num * b.den, a.den * b.num);
    }

    public override string ToString() => $"{num} / {den}";
}

public static class OperatorOverloading
{
    public static void Main()
    {
        var a = new Fraction(5, 4);
        var b = new Fraction(1, 2);

        Console.WriteLine(-a);          // 输出： -5 / 4
        Console.WriteLine(a + b);       // 输出： 14 / 8
        Console.WriteLine(a - b);       // 输出： 6 / 8
        Console.WriteLine(a * b);       // 输出： 5 / 8
        Console.WriteLine(a / b);       // 输出： 10 / 4
    }
}

结语

:heavy_check_mark: 以上就是 C# 运算符的总结，希望能够对大家有所帮助。望大家多多支持，你们的支持就是笔者创作最大的动力！

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【C#基础】C# 运算符总结

前言

运算符

1，算术运算符

1.1，增量和减量运算符：

1.2，一元加和减运算符：

1.3，乘法运算符：

1.4，除法运算符：

1.5，余数运算符：

1.6，加法运算符：

1.7，减法运算符：

2，布尔逻辑运算符

2.1，逻辑非运算符：

2.2，逻辑与运算符：

2.3，逻辑或运算符：

2.4，逻辑异或运算符：

2.5，条件逻辑与运算符：

2.6，条件逻辑或运算符：

3，位运算符

3.1，按位求补运算符：

3.2，左移位运算符：

3.3，右移位运算符：

3.4，无符号右移运算符：

3.5，逻辑与运算符：

3.6，逻辑异或运算符：

3.7，逻辑或运算符：

4，关系运算符

4.1，相等运算符：

4.2，不等运算符：

4.3，小于运算符：

4.4，大于运算符：

4.5，小于或等于运算符：

4.6，大于或等于运算符：

5，赋值运算符

5.1，赋值运算符：

5.2，复合赋值：

6，其他运算符

6.1，sizeof 运算符：

6.2，typeof 运算符：

6.3，is 运算符

6.4，as 运算符：

6.5，三元条件运算符：

6.6，Null 合并操作符：

6.7，Null 条件运算符：

7，运算符的优先级

7.1，运算符优先级：

8，运算符重载

8.1，运算符重载的实现：

结语

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