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C# 运算符优先级和结合性

提示
  1. 运算符优先级的概念：在C#中，不同运算符有不同的优先级，决定了表达式中操作的执行顺序。例如，乘法运算符 (*) 的优先级高于加法运算符 (+)，因此先执行乘法操作。
  2. 结合性规则：当表达式中有相同优先级的运算符时，运算符的结合性（从左到右或从右到左）决定了操作的执行顺序。例如，赋值运算符 (=) 是从右到左结合的，所以先计算右侧的表达式。
  3. 实例分析：通过实例分析可以更好地理解运算符优先级和结合性的应用。例如，表达式 int result = --a * b - ++c; 的计算顺序首先是 --a 和 ++c，然后是乘法 *，最后是减法 -。

C# 运算符优先级​

运算符优先级是一组规则，用于定义如何计算表达式。在 C# 中，每个 C# 运算符 都有分配的优先级，并根据这些优先级来计算表达式。

例如，乘法运算符 (*) 的优先级高于加法运算符 (+)。因此，涉及乘法的操作先于加法进行。

看看下面的语句。

int x = 4 + 3 * 5;

执行这条语句后，x 的值会是多少？

操作数 3 与 + 和 * 相关。如前所述，乘法的优先级高于加法。所以，先执行 3 * 5 的操作，而不是 4 + 3。变量 x 的值将是 19。

如果加法的优先级更高，4 + 3 将首先被计算，x 的值将是 35。

运算符优先级表​

运算符的优先级越高，它在表中出现的位置就越靠前

C# 运算符优先级

类别运算符
后缀递增和递减++, --
前缀递增、递减和一元++, --, +, -, !, ~
乘法类_, /, %
加法类+, -
移位<<, >>
关系<, <=, >, >=
相等性==, !=
位与&
位异或^
位或|
逻辑与&&
逻辑或||
三元? :
赋值=, +=, -=, _=, /=, %=, &=, |=, ^=, <<=, >>=

赋值运算符的优先级最低，而后缀递增和递减运算符的优先级最高。

示例 1：运算符优先级​

using System;

namespace Operator
{
 class OperatorPrecedence
 {
  public static void Main(string[] args)
  {
   int result1;
   int a = 5, b = 6, c = 4;
   result1 = --a * b - ++c;
   Console.WriteLine(result1);

   bool result2;
   result2 = b >= c + a;
   Console.WriteLine(result2);
  }
 }
}

当我们运行程序时，输出将会是：

19
False

让我们来理解程序中表达式是如何被计算的。

-- 和 ++ 的优先级高于 *，而 * 的优先级又高于 -。因此，

result1 = --a * b - ++c;

等效于

result1 = ((--a)*b)-(++c);

无论外部操作符的优先级如何，括号内的表达式总是首先被计算。

  • 首先，(--a) 被计算得到 4。 表达式中操作符优先级计算的第一步
  • 然后，(++c) 被计算得到 5。 表达式中操作符优先级计算的第二步
  • 接着，(a * b) 被计算得到 24。 表达式中操作符优先级计算的第三步
  • 最后，进行减法运算得到 19。 表达式中操作符优先级计算的最后一步
  • 因此，result1 的最终值将是 19。

在下一个表达式中，+ 的优先级高于 >=。所以首先计算 c 和 a 的和，然后将和与 b 进行比较产生 false。

C# 操作符的结合性​

在前面的部分，我们讨论了操作符的优先级。如果使用了优先级不同的两个操作符，优先级更高的操作符将首先被计算。

但如果两个操作符的优先级相同怎么办？

在这种情况下，表达式的计算基于操作符的结合性（从左到右或从右到左）。

例如：

int a = 5, b = 6, c = 3;
int result = a * b / c;

这里，* 和 / 的优先级相同。但由于这些操作符的结合性是从 左到右 的，所以首先计算 a * b，然后进行除法运算。这个表达式的最终结果将是 10。

在这个特定的例子中，结合性并不真正重要。因为即使先进行除法再进行乘法，结果也不会受到影响。

让我们看另一个例子。

int a = 5, b = 6, c = 3;
a = b = c;

= 操作符的结合性是从 右到左 的。因此，c 的值（即 3）被赋给 b，然后 b 的值被赋给 a。所以执行这个语句后，a、b 和 c 的值将会是 3。

下表显示了 C# 操作符的结合性： C# 运算符结合性

类别运算符结合性
后缀递增和递减++, --从左到右
前缀递增、递减和一元++, --, +, -, !, ~从右到左
乘法类\_, /, %从左到右
加法类+, -从左到右
移位<<, >>从左到右
关系<, <=, >, >=从左到右
相等性==, != 从左到右
位与&从左到右
位异或^从左到右
位或|从左到右
逻辑与&&从左到右
逻辑或||从左到右
三元? :从右到左
赋值=, +=, -=, \_=, /=, %=, &=, | =, ^=, <<=, >>=从右到左

几乎所有的运算符都是从左到右的结合性。从右到左结合性的运算符包括：

  • 一元运算符
  • 前缀递增和递减运算符
  • 三元运算符
  • 赋值运算符

示例 2：运算符的结合性​

using System;

namespace Operator
{
 class OperatorPrecedence
 {
  public static void Main(string[] args)
  {
   int a = 5, b = 6, c = 3;
   int result = a * b / c;
   Console.WriteLine(result);

   a = b = c;
   Console.WriteLine("a = {0}, b = {1}, c = {2}", a, b, c);
  }
 }
}

当我们运行程序时，输出将是：

10
a = 3, b = 3, c = 3
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