C#图解教程第八章表达式和运算符

class Program

{

    static void Main()

    {

        Console.WriteLine("{0}",);//整数字面量

        Console.WriteLine("{0}",3.1416F);//浮点型字面量

        Console.WriteLine("{0}",true);//布尔型字面量

    }

}

对于引用类型变量，字面量null表示变量没有设置为内存中的数据。

整数字面量

例：不同的整数类型

  //整型

236L //长整型

236U //无符号整型

236UL//无符号长整型

整数字面量还可以写成十六进制(hex)形式

实数字面量

实数字面量组成如下：

十进制数字
可选的小数点
可选的指数部分
可选的后缀

例：实数字面量的不同格式

float f1=236F;

double d1=236.712;

double d2=.;

double d3=6.338e-26;

无后缀的实数字面量默认是double类型。

字符字面量

字符字面量可以是下面任意一种：

单个字符
简单转义序列：反斜杠+单个字符
十六进制转义序列：反斜杠+大写或小写x+4个十六进制数
Unicode转义序列：反斜杠+大写或小写u+4个十六进制数

例：字符字面量的不同格式

char c1='d';

char c2='\n';

char c3='\x0061';

char c4='\u005a';

一些特殊字符及其编码见下图

字符串字面量

两种字符串字面量类型：

常规字符串字面量
逐字字符串字面量

常规字符串字面量包含：

字符
简单转义序列
十六进制和Unicode转义序列

string st1="Hi there!";

string st2="Val\t5,val\t10";

string st3="Add\x000ASome\u0007Interest";

逐字字符串以@为前缀，它有以下特征：

逐字字符串与常规字符串区别在于转义字符串不会被求值。在双引号中间的所有内容，包括通常被认为是转义序列的内容，都被严格按字符串中列出的那样打印
逐字字符串的唯一例外是相邻的双引号组，它们被解释为单个双引号字符

string rst1="Hi there!";

string vst1=@"Hi there!";

string rst2="It started,\"Four score and seven...\"";

string vst2=@"It started,""Four score and seven...""";

string rst3="Value 1 \t 5,val2 \t 10";

string vst3=@"Value 1 \t 5,val2 \t 10";

string rst4="C:\\Program Files\\Microsoft\\";

string vst4=@"C:\Program Files\Microsoft\";

string rst5=" Print \x000A Multiple \u000A Lines";

string vst5=@" Print

    Multiple

    Lines";

编译器让相同的字符串字面量共享堆中同一内存位置以节约内存

求值顺序

表达式可以由许多嵌套的子表达式构成。子表达式的求值顺序可以使表达式最终值发生差别。

优先级

正如小学的先乘除再加减，C#中运算符也有优先级。

结合性

表达式中运算符优先级不同的，从高到低依次运算。但若是运算符优先级相同怎么办？
当连续运算符有相同优先级时，求值顺序由操作结合性决定。

左结合运算符从左至右
右结合运算符从右至左
除赋值运算符外，其他二元运算符都是左结合
赋值运算符和条件运算符是右结合

简单算术运算符

求余运算符

求余运算符(%)用第二个操作数除第一个操作数，并返回余数。
求余运算符是二元左结合运算符。

0%3=0，因为0除3得0余0
2%3=2，因为2除3的0余2
4%3=1，因为4除3得1余1

关系比较运算符和相等比较运算符

它们都是二元左结合运算符，对其操作数进行比较并返回bool值。

与C和C++不同，在C#中数字不具有布尔意义

int x=;

if(x)//错，x是int类型，不是布尔型

if(x==)//对，返回true

比较操作和相等性操作
对于大多数引用类型来说，比较它们的相等性，将只比较它们的引用。

如果引用相等，即它们指向内存中相同对象，相等性为true，否则为false，即使内存中两个分离的对象在所有其他方面完全相等。
这称为浅比较

下图阐明了引用类型的比较

图左边，a和b两者引用相同，返回true
图右边，引用不同，所以即使内容相同，也返回false

string类型也是引用类型，但它的比较方式不同。比较字符串的相等性，将比较它们的长度和内容(区分大小写)

如果两个字符串长度和内容相等则返回true，即使它们占用不同内存区域
这称为深比较(deep comparison)

将在第15章介绍的委托也是引用类型，并且也使用深比较。比较委托的相等性时，让两个委托都是null，或两者的调用列表有相同数目成员，并且调用列表想匹配，则返回true。
比较数值表达式，将比较类型和值。比较enum类型时，比较操作数的实际值。枚举在第13章阐述。

递增运算符和递减运算符

无论运算符前置还是后置，只影响返回给表达式的值。在语句执行后，最终存放在操作数的变量的值相同

条件逻辑运算符

条件逻辑运算符使用“短路”(short circuit)模式操作，意思是，如果计算Expr1之后结果已确定，那么它会跳过Expr2的求值。
例：短路示例

bool bVal;

bVal=(==)&&(==);

//左侧false，接着&&运算，结果必是false，所以跳过了右侧的运算

bVal=(==)||(==);

//左侧true，接着是||运算，结果必是true，所以跳过了右侧的运算

因为短路特性，不要在Exp2中放置带有副作用的表达式(比如改变一个值)，因为可能不会计算。

bool bVal;int iVal=;

bVal=(==)&&(==iVal++);//结果：bVal=False，iVal=10；

       ↑             ↑

     False        不会计算

逻辑运算符

移位运算符

例：移位运算符示例

操作数14的每个位向左移动3个位置
右边结尾腾出位置用0补充
结果为112

int a,b,x=;

a=x<<;

b=x>>;

Console.WriteLine("{0}<<3={1}",x,a);

Console.WriteLine("{0}>>3={1}",x,b);

赋值运算符

赋值运算符是二元右结合运算符

复合赋值
复合赋值运算符允许一种速记方法，在某些情况下避免左边的变量在右边重复出现。
复合赋值不仅更短，也易于理解。

x=x+(y-z);

x+=y-z;

条件运算符

条件运算符是一种强大且简洁的方法，基于条件的结果，返回两个值之一。
条件运算符是三元运算符

格式：Condition?Expression1:Expression2
Condition必须返回一个bool类型的值
如果Condition求值为true，那么对Expression1求值并返回。否则，对Expression2求值并返回

if...else

if(x<y)

    intVar=;

else

    intVar=;

条件运算符

intVar=x<y?:;

if…else语句是控制流语句，它应当用来做两个行为中的一个。条件运算符返回一个表达式，它应当用于返回两个值中的一个。

用户定义的类型转换

用户定义的转换将在第16章详讲，在这里稍微提一下。

可以为自己的类和结构定义隐式和显式转换。这允许把用户定义类型的对象转换成某个其他类型
C#提供隐式转换和显示转换
- 隐式转换，当决定在特定上下文中使用特定类型时，如有必要，编译器会自动执行转换
- 显式转换，编译器只在使用显式转换运算符时才执行转换

声明隐式转换的语法如下。

       必需的                    目标类型          源数据

         ↓                          ↓               ↓

public static implicit operator TargetType(SourceType Identifier)

{

    ...

    return ObjectOfTargetType;

}

显式转换的语法与之相同，但要用explicit替换implicit

例：将LimitedInt转换为int

class LimitedInt

{

    const int MaxValue=;

    const int MinValue=;

    public static implicit operator int(LimitedInt li)

    {

        return li.TheValue;

    }

    public static implicit operator LimitedInt(int x)

    {

        var li=new LimitedInt();

        li.TheValue=x;

        return li;

    }

    private int _theValue=;

    public int TheValue

    {

        get{return _theValue;}

        set

        {

            if(value<MinValue)

                _theValue=;

            else

                _theValue=value>MaxValue?MaxValue:value;

        }

    }

    class Program

    {

        static void Main()

        {

            LimitedInt li=;

            int value=li;

            Console.WriteLine("li:{0},value:{1}",li.TheValue,value);

        }

    }

}

显式转换和强制转换运算符
如果把两个运算符声明为explicit，你将不得不在实行转换时显示使用转换运算符。

    public static explicit operator int(LimitedInt li)

    {

        return li.TheValue;

    }

    public static explicit operator LimitedInt(int x)

    {

        var li=new LimitedInt();

        li.TheValue=x;

        return li;

    }

    static void Main()

    {

        LimitedInt li=(LimitedInt);

        int value=(int)li;

        Console.WriteLine("li:{0},value:{1}",li.TheValue,value);

    }

输出结果与上例相同

另外有两个运算符，接受一种类型的值，并返回另一种不同的、指定类型的值。这就是is运算符和as运算符。它们将在第16章结尾阐述。

运算符重载

运算符重载允许你定义C#运算符应该如何操作自定义类型的操作数

运算符重载只能用于类和结构
声明必须同时使用static和public修饰符
运算符必须是要操作的类或结构的成员

例：类LimitedInt的两个重载运算符，加运算符和减运算符

class LimitedInt

{

         必需的        类型    关键字 运算符         操作数

           ↓           ↓        ↓     ↓             ↓

    public static LimitedInt operator + (LimitedInt x,double y)

    {

        var li=new LimitedInt();

        li.TheValue=x.TheValue+(int)y;

        return li;

    }

    public static LimitedInt operator - (LimitedInt x)

    {

        var li=new LimitedInt();

        li.TheValue=;

        return li;

    }

    ...

}

运算符重载的限制

不是所有的运算符都能被重载，可以重载的类型也有限制。

递增和递减运算符可重载。但和预定义的版本不同，重载运算符的前置和后置之间没有区别。
运算符重载不能做下面的事情：

创建新运算符
改变运算符的语法
重新定义运算符如何处理预定义类型
改变运算符的优先级或结合性

重载运算符应该符合运算符的直观含义。

运算符重载的示例

例：LimitedInt的3个运算符重载

class LimitedInt

{

    const int MaxValue=;

    const int MinValue=;

    public static LimitedInt operator - (LimitedInt x)

    {

        var li=new LimitedInt();

        li.TheValue=;

        return li;

    }

    public static LimitedInt operator - (LimitedInt x,LimitedInt y)

    {

        var li=new LimitedInt();

        li.TheValue=x.TheValue-y.TheValue>?(x.TheValue-y.TheValue):;

        return li;

    }

    public static LimitedInt operator + (LimitedInt x,double y)

    {

        var li=new LimitedInt();

        li.TheValue=x.TheValue+(int)y;

        return li;

    }

    private int _theValue=;

    public int TheValue

    {

        get{return _theValue;}

        set

        {

            if(value<MinValue)

                _theValue=;

            else

                _theValue=value>MaxValue?MaxValue:value;

        }

    }

    class Program

    {

        static void Main()

        {

            var li1=new LimitedInt();

            var li2=new LimitedInt();

            var li3=new LimitedInt();

            li1.TheValue=;li2.TheValue=;

            Console.WriteLine("li:{0},li2:{1}",li1.TheValue,li2.TheValue);

            li3=-li1;

            Console.WriteLine("-{0}={1}",li1.TheValue,li3.TheValue);

            li3=li2-li1;

            Console.WriteLine("{0}-{1}={2}",li2.TheValue,li1.TheValue,li3.TheValue);

            li3=li1-li2;

            Consoel.WriteLine("{0}-{1}={2}",li1.TheValue,li2.TheValue,li3.TheValue);

        }

    }

}

typeof运算符

typeof运算符返回作为其参数的任何类型的System.Type对象。

例：使用typeof运算符获取SomeClass类的信息

using System.Reflection;//反射

class SomeClass

{

    public int Field1;

    public int Field2;

    public void Method1(){}

    public int Method2(){return ;}

}

class Program

{

    static void Main()

    {

        var t=typeof(SomeClass);

        FieldInfo[] fi=t.GetFields();

        MethodInfo[] mi=t.GetMethods();

        foreach(var f in fi)

            Console.WriteLine("Field:{0}",f.Name);

        foreach(var m in mi)

            Console.WriteLine("Method:{0}",m.Name);

    }

}

GetType方法也会调用typeof运算符，该方法对每个类型的每个对象都有效。
例：使用GetType获取对象类型名称

class SomeClass

{

}

class Program

{

    static void Main()

    {

        var s=new SomeClass();

        Console.WriteLine("Type s:{0}",s.GetType().Name);

    }

}

其他运算符

本章介绍的运算符是内置类型的标准运算符。本书后面部分会介绍其他特殊用法的运算符及操作数类型。例如，可空类型有一个特殊运算符叫空接合运算符(第25章)。