【C#基础】C# 运算符总结

爱编程的鼠鼠分享专家 2024-02-12 10:13:25

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前言

😄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 4typeof()typeof 运算符typeof(StreamReader) 返回 System.IO.StreamReaderisis 运算符(a is int) 返回 Trueasas 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…yswitch 和 with 表达式switch、with乘法x * y、x / y、x % y加法x + y、x – yShiftx << 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 ANDx & y布尔逻辑 XOR 或按位逻辑 XORx ^ y布尔逻辑 OR 或按位逻辑 ORx | y条件 “与”x && y条件"或"x || yNull 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, falsetrue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
    }
}