c#运算符和表达式

引言
在C#编程语言中，运算符和表达式是构建程序逻辑的基础。它们允许程序员执行算术、比较、赋值等操作。深入理解运算符和表达式的使用对于编写高效、可读和可维护的代码至关重要。本文将详细探讨C#中的运算符和表达式，包括它们的分类、用法以及一些高级特性。

运算符
运算符是用于执行操作的符号。C#提供了多种运算符，可以分为以下几类：

算术运算符
算术运算符用于执行基本的数学运算。

加法：+
减法：-
乘法：*
除法：/
取模：%
整除：/
幂：^
赋值运算符
赋值运算符用于将值赋给变量。

简单赋值：=
复合赋值：+=, -=, *=, /=, %=
比较运算符
比较运算符用于比较两个值。

等于：==
不等于：!=
大于：>
小于：<
大于等于：>=
小于等于：<=
逻辑运算符
逻辑运算符用于执行布尔逻辑运算。

逻辑与：&&
逻辑或：||
逻辑非：!
位运算符
位运算符在二进制级别上操作整数。

按位与：&
按位或：|
按位异或：^
按位非：~
左移：<<
右移：>>
其他运算符
C#还提供了一些其他类型的运算符。

三元条件运算符：?:
索引运算符：[]
成员访问运算符：. 和 ->
强制类型转换运算符：()
可空运算符：?. 和 ?[]
表达式
表达式是由变量、常量、运算符和函数调用组成的组合，它们可以计算出一个值。

算术表达式
int result = 5 + 3 * 2; // 结果为11
赋值表达式
int a = 10;
int b = a; // b的值为10
条件表达式
int max = (a > b) ? a : b; // 如果a大于b，则max为a的值，否则为b的值
调用表达式
int factorial = CalculateFactorial(5); // 调用函数CalculateFactorial
运算符优先级
在没有括号的情况下，运算符的优先级决定了表达式中运算的顺序。

括号 ()
幂 ^
负号 -（一元运算符）
乘法 *, 除法 /, 取模 %
加法 +, 减法 -
移位 <<, >>
按位与 &
按位异或 ^
按位或 |
逻辑与 &&
逻辑或 ||
条件运算符 ?:
赋值运算符 =, +=, -=, 等等
运算符重载
C#允许开发者重载运算符，以自定义类或结构体的运算符行为。
public class Complex
{
public double Real { get; set; }
public double Imaginary { get; set; }

public static Complex operator +(Complex c1, Complex c2)
{
    return new Complex
    {
        Real = c1.Real + c2.Real,
        Imaginary = c1.Imaginary + c2.Imaginary
    };
}

}
表达式树
表达式树是用于表示代码中表达式的树状数据结构。它们在LINQ查询和动态方法调用中非常有用。
Expression<Func<int, bool>> expression = x => x > 10;
匿名函数
匿名函数是一种没有名称的函数，通常用于委托和表达式树。
Func<int, bool> func = x => x > 10;
运算符和表达式的高级用法
条件运算符
条件运算符是一种简洁的三元运算符，用于基于条件表达式计算两个值中的一个。
int max = (a > b) ? a : b;
运算符优先级和括号
正确使用括号可以改变运算符的默认优先级，确保表达式按照预期执行。
int result = (5 + 3) * 2; // 结果为16
运算符重载
运算符重载允许自定义类型的行为，使其可以像内置类型一样使用运算符。
public class Vector2D
{
public double X { get; set; }
public double Y { get; set; }

public static Vector2D operator +(Vector2D v1, Vector2D v2)
{
    return new Vector2D { X = v1.X + v2.X, Y = v1.Y + v2.Y };
}

}
表达式树
表达式树是构建复杂查询和动态执行代码的强大工具。
var query = from num in numbers
where num > 5
select num;
匿名函数
匿名函数提供了一种方便的方式来创建简短的函数，通常用于委托和事件。
int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
var evenNumbers = numbers.Where(n => n % 2 == 0);