C#入门学习记录（四）C#运算符详解：掌握算术与条件运算符的必备技巧+字符串拼接

一、运算符概述

运算符是程序进行数学运算、逻辑判断的核心工具，C#中的运算符分为：

算术运算符 → 数学计算（+ - * / %）
条件运算符 → 三目判断（?:）
关系运算符 → 比较大小（> < ==）
逻辑运算符 → 逻辑判断（&& || !）
赋值运算符 → 赋值操作（= +=）

二、算术运算符深度解析

1. 基础运算符

int a = 10 + 5;    // 15（加法）
int b = 20 - 3;    // 17（减法）
int c = 6 * 7;     // 42（乘法）
double d = 22.0 / 7; // 3.1428...（精确除法）
int e = 22 / 7;    // 3（整数截断）
int f = 25 % 7;    // 4（余数计算）

2. 特殊运算符技巧

// 自增自减（前缀/后缀差异）
int x = 5;
Console.WriteLine(x++); // 输出5，后变为6
Console.WriteLine(++x); // 变为7，后输出7

// 复合赋值
int y = 10;
y += 3;  // 等价于 y = y + 3 → 13

3. 浮点运算陷阱

double val = 10 / 3;     // 错误！结果为3.0（整数运算后转double）
double correctVal = 10.0 / 3; // 正确：3.333...

三、条件运算符?: 的三层境界

1. 基础用法

如果为？：问号前面的条件为true,则去：左边的值反之为右边的

int max = (a > b) ? a : b; // 取较大值
string msg = (score >= 60) ? "合格" : "不合格";

2. 嵌套使用（需谨慎）

// 判断数字正负性
string sign = (num > 0) ? "正数" : 
              (num < 0) ? "负数" : "零";

等价于：

string sign;
if (num > 0) 
{
    sign = "正数";
}
else 
{
    if (num < 0) 
    {
        sign = "负数";
    }
    else 
    {
        sign = "零";
    }
}

3. 与null合并符结合

这个和上篇文章介绍的一样，就是一个判空的作用

string name = inputName ?? "匿名用户"; // 相当于：
// string name = (inputName != null) ? inputName : "匿名";

四、其他运算符速查表

关系运算符（Comparison Operators）​

用于比较两个值的大小关系 ，返回bool类型结果。

运算符	说明	示例代码	结果（假设a=5, b=3）
>	大于	bool c = a > b;	true
<	小于	bool c = 2 < 1;	false
>=	大于等于	bool c = a >= 5;	true
<=	小于等于	if (b <= 3) { ... }	条件成立
==	等于	if (a == 5) { ... }	执行代码块
!=	不等于	string s = (name != null) ? name : "";	非空校验

逻辑运算符（Logical Operators）​

用于组合或反转布尔逻辑，常用于条件判断。

逻辑与又称为短路运算

运算符	说明	示例代码	结果（假设x=true, y=false）
&&	逻辑与	bool c = x && y;	false
||	逻辑或	`	有成立就成立
!	逻辑非	bool c = !y;	true

位运算符（Bitwise Operators）​

直接对整数的二进制位进行操作，常用于标志位、掩码运算。

运算符	说明	示例代码	二进制运算过程（以a=0b1010, b=0b1100为例）
&	按位与	int c = a & b;	1010 & 1100 → 1000（十进制8）
|	|	按位或	|flags = flags
^	按位异或	int c = a ^ b;	1010 ^ 1100 → 0110（十进制6）
~	按位取反	int c = ~a;	~0b1010 → 1111 0101（补码表示）
<<	左移	int c = 1 << 3;	0b0001 → 0b1000（十进制8）
>>	右移	int c = 8 >> 2;	0b1000 → 0b0010（十进制2）

注意事项：

1. ​位运算 vs 逻辑运算

   • 位运算符（&, |）操作的是整数的二进制位
   • 逻辑运算符（&&, ||）操作的是布尔值

2. 位移运算溢出

int x = 1 << 31; // 对于32位int，结果为-2147483648（溢出）

五、避坑指南

1. 整数除法陷阱：10/4=2，需显式转换为浮点
2. 运算符优先级 ：x = 5 + 3 * 2; → 11，而非16
3. 浮点精度问题：避免用==直接比较浮点数
4. 自增时序：循环中使用i++与++i可能影响结果

六、字符串拼接相关

一、基础拼接方法

1. + 运算符（最常用）

string name = "Alice";
int age = 28;

// 简单拼接
string info1 = "姓名：" + name + "，年龄：" + age; 

// 混合类型自动转换
Console.WriteLine("ID:" + 1001 + " Score:" + 95.5); 

2. String.Concat 方法

// 多参数拼接
string fullName = String.Concat("张", "三", "丰"); 

// 数组合并
string[] colors = {"Red", "Green", "Blue"};
string colorStr = String.Concat(colors); // "RedGreenBlue"

二、进阶拼接方案

1. 字符串插值

// 使用$符号
string message = $"当前时间：{DateTime.Now:HH:mm:ss}";

// 支持表达式
double price = 19.99;
string display = $"折后价：{price * 0.8:C2}"; // ¥15.99

2. String.Format（格式化控制）

// 定位参数
string template = "CPU温度：{0}℃，内存使用：{1}%";
string status = String.Format(template, 65.3, 78);

// 格式规范
string hex = String.Format("0x{0:X4}", 255); // 0x00FF

3. StringBuilder（高频操作必备）

这块我们后面会再次遇到的！

using System.Text;

StringBuilder sb = new StringBuilder(1024); // 预分配容量
for(int i=0; i<100; i++){
    sb.Append(i).Append(" ");
}

// 最终转换为字符串
string result = sb.ToString(); 

三、特殊场景处理

1. 集合拼接：String.Join

List<string> files = new List<string>{"file1.log", "file2.dat"};
// 带分隔符的拼接
string path = String.Join("; ", files); 

// 数值类型转换
int[] numbers = {1,2,3};
string nums = String.Join(",", numbers); // "1,2,3"

2. 多行文本：Verbatim字符串

这个是SQL，C#通过字符串拼接生成的SQL查询命令。等用到的时候再去查询就是

string sql = $@"SELECT *
FROM Users
WHERE Age > {minAge} 
  AND City = '{city}'";

3. 条件拼接

string welcome = "欢迎" + (isVIP ? "尊贵的VIP用户" : "用户");

注意：

1. ​字符串不可变性每次拼接都会创建新字符串对象，原对象成为垃圾（不过C#自己有垃圾回收机制GC不用自己手动释放）

2. ​内存碎片问题大量小字符串拼接会导致内存碎片

3. ​预分配机制 StringBuilder通过char数组减少扩容次数

附录：

C#中常用的格式说明符（Format Specifiers）​及其用法的详细分类表格：

一、数字格式说明符

格式符	名称	描述	示例输入（值=1234.56）	输出示例（默认区域）	适用类型
C	Currency	货币格式（带符号）	1234.56.ToString("C2")	¥1,234.56	数值类型
D	Decimal	整数补零（仅整数）	123.ToString("D6")	000123	仅整数类型
E	Exponential	科学计数法	1234.56.ToString("E2")	1.23E+003	浮点数/双精度
F	Fixed Point	定点数（指定小数位）	1234.56.ToString("F1")	1234.6	数值类型
G	General	自动选择最紧凑格式	1234.5.ToString("G")	1234.5	所有数值类型
N	Number	带千位分隔符	1234.56.ToString("N0")	1,235	数值类型
P	Percent	百分比格式	0.123.ToString("P1")	12.3%	数值类型
X	Hexadecimal	十六进制（大小写敏感）	255.ToString("X4")	00FF	仅整数类型

二、日期时间格式说明符

格式符	示例输出（日期=2023-10-5 14:30:00）	描述
d	2023/10/5	短日期格式
D	2023年10月5日	长日期格式
t	14:30	短时间格式
T	14:30:00	长时间格式
f	2023年10月5日 14:30	长日期+短时间（组合）
F	2023年10月5日 14:30:00	完整日期时间
g	2023/10/5 14:30	通用短格式
G	2023/10/5 14:30:00	通用长格式
m	10月5日	月日格式
y	2023年10月	年月格式
s	2023-10-05T14:30:00	ISO 8601 可排序格式

三、自定义格式符

符号	作用	示例（值=1234.5）	输出结果
0	强制数字占位符	1234.5.ToString("00000.00")	01234.50
#	可选数字占位符	1234.5.ToString("#####.##")	1234.5
.	小数点	1234.ToString("0.000")	1234.000
,	千位分隔符/比例缩放	1234567.ToString("#,#")	1,234,567
%	百分比乘数（自动×100）	0.123.ToString("0.0%")	12.3%
;	分节符（正数/负数/零格式）	1234.5.ToString("+0.0;-0.0;零")	+1234.5

完整格式说明符文档可参考微软官方文档：

标准数字格式字符串 - .NET | Microsoft Learn

自定义数字格式字符串 - .NET | Microsoft Learn