C#入门及进阶教程|C#基本语法（四）：运算符与表达式

C#基本语法（四）：运算符和表达式

1.运算符

        C#提供了大量的运算符，按需要操作数的数目来分：一元运算符（如++）；二元运算符（如+，*）；三元运算符（如? : ）。

        按运算功能来分，基本的运算符可以分为以下几类：(1) 算术运算符;(2) 关系运算符;(3) 逻辑运算符 ;(4) 位运算符;(5)赋值运算符;(6)条件运算符;(7)其它（分量运算符 ' ．' ，下标运算符 ' [ ]'等）

     （1）算术运算符

        1.算术运算符作用的操作数类型可以是整型也可以是浮点型，运算符如下表所示：

运 算 符	含义	示例（假设x，y是某一数值类型的变量）
+	加	x+y; x+3
-	减	x-y; y-3
*	乘	x*y; 4*3
/	除	x/y; 5/3; 5.0/2.0
%	取模	x%y; 11%3; 11.0%3
++	递增	++x; x++;
--	递减	--x; x--;

        其中：

        ①“+-*/ ”运算与一般代数意义及其他语言相同，但需要注意：当“/”作用的两个操作数都是整型数据类型时，其计算结果也是整型。例如：      

4/2                          // 结果等于2
5/2                         // 结果等于2
5/2.0                       // 结果等于2.5

        ②“%”取模运算，即获得整数除法运算的余数，所以也称取余。例如：

11%3 		// 结果等于2
12%3  	    // 结果等于0 
11.0%3   	// 结果等于2，这与C/C++不同，它也可作用于浮点类型的操作数

        ③“++”和“--”递增和递减运算符是一元运算符，它作用的操作数必须是变量，不能是常量或表达式。它既可出现在操作数之前（前缀运算），也可出现在操作数之后（后缀运算），前缀和后缀有共同之处，也有很大区别。例如：

++x   // 先将x加一个单位，然后再将计算结果作为表达式的值。
x++   // 先将x的值作为表达式的值，然后再将x加一个单位

        不管是前缀还是后缀，它们操作的结果对操作数而言，都是一样的，操作数都加了一个单位，但它们出现在表达式运算中是有区别的。例如：

int  x , y ;
x=5 ;  y=++x ;    	// x和y的值都等于6
x=5 ;  y=x++ ;    	// x的值是6，y的值是5 

        （2）关系运算符

        关系运算符用来比较两个操作数的值，运算结果为布尔类型的值（true或false），如下表所示。

运 算 符	操 作	结果（假设x，y是某相应类型的操作数）
>	x>y	如果x大于y，则为true，否则为false
>=	x>=y	如果x大于等于y，则为true，否则为false
<	x	如果x小于y，则为true，否则为false
<=	x<=y	如果x小于等于y，则为true，否则为false
==	x==y	如果x等于y，则为true，否则为false
!=	x!=y	如果x不等于y，则为true，否则为false

        如果操作数是string类型的，则在下列两种情况下被视为两个string值相等。

        ①两个值均为null。

        ②两个值都是对字符串实例的非空引用，这两个字符串不仅长度相同，并且每一个对应的字符位置上的字符也相同。

    例如： 

string s1="ABCD", s2="1234" , s3 = "ABCD" ;
s1 ==s2;      	// 结果为false
s1 ==s3;      	// 结果为true

        （3）逻辑操作符 

         C#语言提供了四种逻辑操作符： 逻辑与（&&），逻辑或（||）、逻辑非（！）和逻辑判断（？:），其中逻辑与和逻辑或是二元操作符，逻辑非是一元操作符，而逻辑判断是三元操作符。

a	b	!a	a&&b	a||b
true	true	false	true	true
true	false	false	false	true
false	true	true	false	true
false	false	true	false	false

        位运算符如下表所示，借助这些位运算符可以完成对整型数的某一位测试、设置以及对一个数的位移动等操作，这对许多系统级程序设计是非常重要。

运算符	含义	运算符	含义
&	按位与	~	按位取反
|	按位或	>>	右移
^	按位异或	<<	左移

        按位与、按位或、按位异或、按位取反运算与前面介绍的与之相应的逻辑运算符的与、或、异或、取反操作含义相同，只不过位运算把这种操作作用到每一个二进制位上，逻辑运算的真或假值对应位运算的位的1或0值。例如：

         在实际使用中，按位与通常用于将某位置0或测试某位是0还是1；按位或通常用于将某位置1。 例如：

ushort  n;
n=0x17ff ;
if ( (n & 0x8000) == 0 ) 
    Console.WriteLine ("最高位第十五位为0" ) ;
else
  	Console.WriteLine ("最高位第十五位为1" ) ;
n = (ushort)(n & 0x7fff); //n 的最高位（第15位）置0，其它位不变
n = (ushort)(n | 0x8000);  //n 的最高位（第15位）置1，其它位不变

         按位异或运算有一个特别的属性，假设有两个整型数x和 y，则表达式 (x ^ y) ^ y值还原为x，利用这个属性可以创建简单的加密程序。例如：

public static void Main( ) 
	{
     		char ch1 = 'O' , ch2 = 'K' ;
     		int key = 0x1f;
     		Console.WriteLine ("明文：" + ch1 + ch2 ) ;
     		ch1 = (char) (ch1 ^ key ) ;
     		ch2 = (char) (ch2 ^ key ) ;
     		Console.WriteLine ("密文：" + ch1 + ch2 ) ;
     		ch1 = (char) (ch1 ^ key ) ;
     		ch2 = (char) (ch2 ^ key ) ;
     		Console.WriteLine ("解码：" + ch1 + ch2 ) ;
   	}

        移位运算符有两个：一个左移（<<），一个右移（>>）。其基本形式为：

value << num_bits 
value >> num_bits

        左操作数value是要被移位的值，右操作数num_bits是要移位的位数。

        左移是将给定的value向左移动num_bits位，左边移出的位丢掉，右边空出的位填0。例如：

0x1A << 2;

        0x1A（十进制26）经过左移2位运算，结果值是0x68（十进制104），相当于对0x1A的值乘以 。但如果左移丢掉的位含有1，那么左移之后的值可能反而会变小。例： 0x4A << 2 ;

 

        右移是将给定的value向右移动num_bits位，右边移出的位丢掉，左边空出的位要根据value的情况填0或1。若value是一个无符号数，左边补0；若value是一个带符号数，则按符号（正数为0，负数为1）补。  例： 0x77 >> 2 ;

0x8A >> 2 ;

 （4）赋值运算符

          ①简单赋值运算符

        语法形式：var = exp

        赋值运算符左边的称为左值，右边的称为右值。右值是一个与左值类型兼容的表达式（exp），它可以是常量、变量或一般表达式。左值必须是一个已定义的变量或对象（var），因为赋值运算就是将表达式的值存放到左值，因此左值必须是内存中已分配的实际物理空间。例如：

int a=1;
int b=++a;                    // a的值加1赋给了b

        如果左值和右值的类型不一致，在兼容的情况下，则需要进行自动转换（隐式转换）或强制类型转换（显式类型转换）。一般原则是，从占用内存较少的短数据类型向占用内存较多的长数据类型赋值时，可以不做显式的类型转换，C#会进行自动类型转换，反之当从较长的数据类型向占用较少内存的短数据类型赋值时，则必须做强制类型转换。例如：      

int a=2000;
double b=a;      // 隐式转换，b等于2000
byte c=(byte)a; // 显示转换，c等于208

        ②复合赋值运算符

        在进行如x = x +3 运算时，C#提供一种简化方式x +=3，这就是复合赋值运算。

        语法形式： var op= exp

        除了关系运算符，一般二元运算符都可以和赋值运算符在一起构成复合赋值运算。

       ③条件运算符

        语法形式： exp1 ? exp2 : exp3

    其中，表达式exp1的运算结果必须是一个布尔类型值，表达式exp2和exp3可以是任意数据类型，但它们返回的数据类型必须一致。

        首先计算exp1的值，如果其值为true，则计算exp2值，这个值就是整个表达式的结果；否则，取exp3的值作为整个表达式的结果。例如：

z = x > y ? x : y ;  //z的值就是x，y中较大的一个值 
z = x >=0 ? x : -x ; //z的值就是x的绝对值

    ④特殊运算符

        new 操作符：new 操作符用于创建一个新的类型实例

    typeof 操作符：typeof 操作符用于获得系统原型对象的类型,例如：typeof(int)、typeof(System.Int32) 、typeof(string)、typeof(double);

        上面四个表达式的输出分别是：Int32 、 Int32 、string 、double

        checked和unchecked 操作符：checked 和unchecked 操作符用于整型算术运算时控制当前环境中的溢出检查 。

        ⑤运算符优先级

        当表达式包含多个运算符时，运算符的优先级控制各运算符的计算顺序。例如，表达式 x + y * z 按 x + (y * z) 计算，显然 * 运算符的优先级比 + 运算符高。

类    别	计算顺序	运 算 符
基本	高      低	()  [] new typeof checked unchecked
一元		++ -- + - ! ~
乘除		*  /  %
加减		+  -
位移		<<  >>
关系		<  >  <=  >=
相等		==  !=
逻辑 AND		&
逻辑 XOR		^
逻辑 OR		|
条件 AND		&&
条件 OR		||
条件		?:
赋值		=  *=  /=  %=  +=  -=  <<=  >>=  &=  ^=  |=

        ⑥关系运算符优先级

        关系运算符的优先级总结出如下几点：

        ① (<，>，<=，>=)这4种关系运算符优先级相同，而(==，!=)这2种关系运算符的优先级相同。前4种高于后2种。

        ②关系运算符的优先级低于算术运算符。

        ③关系运算符的优先级高于赋值运算符。

        关系运算符优先级

        ①a > b + c     等效于 a > (b + c)

        ②a + b != a * b  等效于 (a + b) != (a * b)

        ③ a == b > c    等效于 a == (b > c) (a必须为一个bool值)

        ④a = b > c     等效于 a = (b > c)  (a必须为一个bool值)

       ⑦逻辑表达式和运算符优先级

        用逻辑运算符将关系表达式或逻辑量连接起来就是逻辑表达式。逻辑表达式的值是一个bool值，也就是说，它只能返回true或false。在一个逻辑表达式中，通常使用3种运算符，按优先级从高到低的顺序进行如下排列。

        ①!          逻辑非

        ②&&        逻辑与

        ③||      逻辑或

        ⑧逻辑表达式和运算符优先级

        ① a > b && x > y  的计算顺序为：(a > b) && (x > y)

        ②a == b || x == y  的计算顺序为：(a == b) || (x == y)

        ③ !a || a > b 的计算顺序为：(!a) || (a > b)