csharp:运算符

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C# 常用运算符大全

C# 提供了丰富的运算符来处理算术、逻辑、位运算以及对象类型操作。除了处理 Null 值的 `?` 和 `??`,以下是其他核心运算符的详细分类讲解。

用于执行基本的数学运算。

运算符 描述 示例
`+` 加法 (也用于字符串拼接) `x + y` 或 `“Hello” + “ World”`
`-` 减法 `x - y`
`*` 乘法 `x * y`
`/` 除法 (整数相除会截断小数) `10 / 3` 结果为 `3`
`%` 取模 (求余数) `10 % 3` 结果为 `1`
`++` 自增 (前缀或后缀) `x++` (先用后加) / `++x` (先加后用)
`–` 自减 (前缀或后缀) `x–` / `–x`
int a = 10;
int b = 3;
Console.WriteLine(a / b); // 输出 3 (整数除法)
Console.WriteLine(a % b); // 输出 1 (余数)
Console.WriteLine(a + " is number"); // 字符串拼接

主要用于布尔 (`bool`) 逻辑判断,常用于 `if` 或 `while` 语句中。

运算符 名称 描述
`&&` 逻辑与 (AND) 只有两边都为真,结果才为真。短路特性:如果左边为假,右边不再执行。
`` 逻辑或 (OR) 只要有一边为真,结果就为真。短路特性:如果左边为真,右边不再执行。
`!` 逻辑非 (NOT) 取反,真变假,假变真。
bool hasLogin = true;
bool hasPermission = false;
 
if (hasLogin && !hasPermission) 
{
    Console.WriteLine("已登录但无权限");
}

用于比较两个值,返回 `true` 或 `false`。

运算符 描述
`==` 等于
`!=` 不等于
`>` 大于
`<` 小于
`>=` 大于等于
`⇐` 小于等于

在处理多态、接口或不确定类型的对象时非常重要。

用于检查对象是否兼容于指定类型。C# 7.0+ 支持模式匹配。

object obj = "Hello World";
 
// 传统用法
if (obj is string) 
{
    Console.WriteLine("是字符串");
}
 
// 模式匹配用法 (推荐)
if (obj is string str) 
{
    // 如果转换成功,str 变量直接可用
    Console.WriteLine($"字符串长度: {str.Length}");
}

用于显式引用转换。如果转换失败,返回 `null` 而不是抛出异常。

object obj = "Hello";
string s = obj as string; // 转换成功
System.IO.Stream stream = obj as System.IO.Stream; // 转换失败,stream 为 null
 
if (stream != null) { /*...*/ }

用于获取类型的 `System.Type` 对象(通常用于反射)。

Type t = typeof(string);
Console.WriteLine(t.FullName); // System.String

用于直接操作整数的二进制位。

运算符 描述 示例 (假设 A=60, B=13)
`&` 按位与 `A & B` (对应位都为1则为1)
`` 按位或 `A B` (对应位有一个为1则为1)
`` 按位异或 `A B` (对应位不同则为1)
`~` 按位取反 `~A` (0变1,1变0)
`«` 左移 `A « 2` (左移2位,相当于乘以4)
`»` 右移 `A » 2` (右移2位,相当于除以4)

读作 “goes to”。用于定义 Lambda 表达式(匿名函数)。

// 参数 => 表达式
Func<int, int> square = x => x * x;
Console.WriteLine(square(5)); // 25
 
// 在 LINQ 中广泛使用
var list = new List<int> { 1, 2, 3 };
var evens = list.Where(n => n % 2 == 0);

(C# 8.0+) 用于简化数组或集合的切片操作。

运算符 名称 描述
`` 索引运算符 从末尾开始计数。`1` 是最后一个元素。
`..` 范围运算符 定义一个范围。`start..end` (包含 start,不包含 end)。
var words = new string[] { "The", "quick", "brown", "fox" };
 
// 获取最后一个元素
string last = words[^1]; // "fox"
 
// 获取中间两个元素 (索引1到索引3,不含3)
string[] middle = words[1..3]; // ["quick", "brown"]
 
// 获取最后两个
string[] lastTwo = words[^2..]; // ["brown", "fox"]

在 C# 中,`?` 和 `??` 运算符主要用于处理 null 值(空值) 以及 条件逻辑。它们不仅能简化代码,还能显著提高代码的可读性和安全性(防止空引用异常)。

`?` 符号在 C# 中有三种截然不同的用法,取决于上下文。

8.1.1 可空类型修饰符 (Nullable Type Modifier)

用于定义一个值类型(如 `int`, `double`, `bool`, `DateTime` 等)可以存储 `null`。

  • 原理:`int?` 实际上是 `System.Nullable<int>` 的语法糖。
  • 场景:数据库中的数字字段可能为空,或者需要表示“未设置”的状态。
int  a = 10;    // 正常 int,不能赋值 null
int? b = null;  // 可空 int,可以赋值 null
 
if (b.HasValue) 
{
    Console.WriteLine(b.Value);
}

8.1.2 三元条件运算符 (Ternary Conditional Operator)

这是 `if-else` 语句的简写形式,用于根据布尔表达式返回两个值中的一个。

  • 语法:`condition ? true_value : false_value`
  • 含义:如果条件为真,返回冒号左边的值;否则返回冒号右边的值。
int x = 10;
string result = (x > 5) ? "大于5" : "小于等于5";

8.1.3 Null 条件运算符 (Null-conditional Operator)

(C# 6.0+) 也称为“安全导航运算符”。用于在访问成员(属性、方法)或索引器之前检查对象是否为 `null`。

  • 语法:`obj?.Property` 或 `arr?[index]`
  • 含义:如果对象不为 `null`,则访问成员;如果对象为 `null`,则整个表达式直接返回 `null`,而不会抛出 `NullReferenceException`。
string text = null;
// length 将会是 null (int?),而不是抛出异常
int? length = text?.Length; 
 
// 链式调用
Person person = null;
string city = person?.Address?.City; // 如果 person 或 Address 为 null,city 为 null

`??` 系列运算符主要用于处理 null 时的默认值逻辑。

8.2.1 Null 合并运算符 (Null-coalescing Operator)

用于判断左侧的操作数是否为 `null`。

  • 语法:`left ?? right`
  • 含义:如果 `left` 不为 `null`,则返回 `left`;如果 `left` `null`,则返回 `right`。
string input = null;
// 如果 input 是 null,则 name 变成 "DefaultName"
string name = input ?? "DefaultName"; 

(C# 8.0+) 这是 `??` 和 `=` 的组合。

  • 语法:`variable ??= value`
  • 含义:只有当左侧变量 `variable` 为 `null` 时,才将右侧的 `value` 赋值给它。如果左侧不为 null,则保持原值不变。
List<int> numbers = null;
 
// 因为 numbers 是 null,所以会初始化新列表
numbers ??= new List<int>(); 
 
// 此时 numbers 已不是 null,这行代码不会执行任何操作
numbers ??= new List<int>(); 

以下示例展示了如何在一个场景中混合使用上述运算符。

using System;
using System.Collections.Generic;
 
public class Program
{
    public static void Main()
    {
        // 1. 可空类型修饰符 (?)
        int? nullableInt = null;
 
        // 2. Null 合并运算符 (??)
        // 如果 nullableInt 是 null,则使用默认值 0
        int finalValue = nullableInt ?? 0; 
        Console.WriteLine($"1. Null合并结果: {finalValue}"); // 输出: 0
 
        // 3. 三元运算符 (?:)
        string status = (finalValue > 5) ? "High" : "Low";
        Console.WriteLine($"2. 三元运算结果: {status}"); // 输出: Low
 
        // 4. Null 条件运算符 (?.)
        Person person = null;
        // 如果 person 为 null,name 直接为 null,不会报错
        string name = person?.Name; 
        Console.WriteLine($"3. Null条件访问: '{name}'"); // 输出: '' (空)
 
        // 组合使用:安全访问 + 默认值
        // 如果 person 为 null 或者 Name 为 null,则显示 "Unknown"
        string displayName = person?.Name ?? "Unknown";
        Console.WriteLine($"4. 组合使用结果: {displayName}"); // 输出: Unknown
 
        // 5. Null 合并赋值运算符 (??=)
        List<string> tags = null;
 
        // 因为 tags 是 null,所以进行赋值
        tags ??= new List<string>(); 
        tags.Add("C#");
 
        Console.WriteLine($"5. 列表元素数量: {tags.Count}"); // 输出: 1
    }
}
 
public class Person
{
    public string Name { get; set; }
}
运算符 名称 语法示例 解释
`?` 可空类型修饰符 `int? x` 允许值类型为 null。
`?:` 三元运算符 `a ? b : c` 如果 a 为真选 b,否则选 c。
`?.` Null 条件运算符 `obj?.Prop` 如果 obj 非空则访问 Prop,否则返回 null。
`??` Null 合并运算符 `a ?? b` 如果 a 非空返回 a,否则返回 b (默认值)。
`??=` Null 合并赋值 `a ??= b` 仅当 a 为 null 时,将 b 赋值给 a。
类别 常用运算符 关键点
算术 `+`, `-`, `*`, `/`, `%`, `++`, `–` 注意整数除法会丢失小数。
逻辑 `&&`, ``, `!` `&&` 和 `` 具有短路特性。
比较 `==`, `!=`, `>`, `<`, `>=`, `⇐` 结果总是 bool 类型。
位运算 `&`, ``, ``, `~`, `«`, `»` 用于底层二进制操作。
赋值 `=`, `+=`, `-=`, `*=`, `/=` `x += 5` 等同于 `x = x + 5`。
类型 `is`, `as`, `typeof`, `(T)x` `as` 转换失败返回 null,`(T)` 强制转换失败抛异常。
Lambda `⇒` 连接参数和方法体,用于 LINQ 和委托。
索引/范围 ``, `..` C# 8.0 新特性,用于数组切片。
Null处理 `?`, `??`, `?.`, `??=` 参见之前的 Null 运算符文档。

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  • 最后更改: 2025/11/21 10:50
  • 张叶安