本章节会从专业开发工程师的角度，从语言规范、分类、使用方式、示例代码、注意事项、官方文档链接等维度，全面详解 C# 运算符，并提供多种应用场景和实践建议。

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一、什么是运算符？

运算符是对变量或值执行运算的符号。在 C# 中，运算符按功能划分为不同类别，例如算术运算符、比较运算符、逻辑运算符、赋值运算符、位运算符等。

参考文档：
🔗 Microsoft Docs – C# Operators and Expressions

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二、C# 运算符分类总览

类型	示例	说明
算术运算符	+, -, *, /, %	加、减、乘、除、取余
赋值运算符	=, +=, -=, *=, /=	赋值与简写赋值
比较运算符	==, !=, <, >, <=	比较两个值
逻辑运算符	&&, ||, !	与、或、非
位运算符	&, |, ^, ~, <<, >>	位级别的运算
递增/递减运算符	++, --	自增、自减
条件（三元）运算符	?:	条件判断表达式
空合并运算符	??, ??=	null 值处理
类型检查与转换	is, as, typeof, sizeof, cast	类型判断与转换
其他运算符	=>, ??, =>, [], ()	表达式、委托、索引器等

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三、各类运算符详解

1️⃣ 算术运算符（Arithmetic）

int a = 10, b = 3;
Console.WriteLine(a + b);  // 13
Console.WriteLine(a - b);  // 7
Console.WriteLine(a * b);  // 30
Console.WriteLine(a / b);  // 3
Console.WriteLine(a % b);  // 1

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2️⃣ 赋值运算符（Assignment）

int x = 5;
x += 3;   // x = x + 3;
x *= 2;   // x = x * 2;

支持：=, +=, -=, *=, /=, %=, &=, |=, ^=, <<=, >>=

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3️⃣ 比较运算符（Comparison）

int a = 5, b = 6;
bool isEqual = (a == b);  // false
bool notEqual = (a != b); // true
bool greater = (a > b);   // false

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4️⃣ 逻辑运算符（Logical）

bool t = true, f = false;
Console.WriteLine(t && f); // false
Console.WriteLine(t || f); // true
Console.WriteLine(!t);     // false

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5️⃣ 位运算符（Bitwise）

int a = 5;   // 0101
int b = 3;   // 0011
Console.WriteLine(a & b); // 0001 => 1
Console.WriteLine(a | b); // 0111 => 7
Console.WriteLine(a ^ b); // 0110 => 6
Console.WriteLine(~a);    // 取反，结果依赖于整型大小
Console.WriteLine(a << 1); // 左移：10
Console.WriteLine(b >> 1); // 右移：1

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6️⃣ 条件运算符（三元）

int score = 90;
string grade = score >= 60 ? "及格" : "不及格";

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7️⃣ 空合并运算符（Null-Coalescing）

string name = null;
string displayName = name ?? "匿名用户"; // 如果 name 为 null，则用默认值

string? input = null;
input ??= "默认值";  // 如果为 null，就赋默认值

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8️⃣ 类型运算符

object obj = "Hello";
if (obj is string) {
    Console.WriteLine("是字符串");
}

string? str = obj as string; // 成功则转换，失败返回 null

Console.WriteLine(typeof(int));        // System.Int32
Console.WriteLine(sizeof(int));        // 4 (仅限 unsafe 或编译时常量类型)

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四、运算符优先级（Precedence）

高优先级先执行，常见规则如下（从高到低）：

1. () 括号
2. 一元运算符（++, --, !, ~）
3. 乘除取余（*, /, %）
4. 加减（+, -）
5. 移位（<<, >>）
6. 比较（<, >, <=, >=）
7. 相等（==, !=）
8. 位与、或、异或（&, |, ^）
9. 逻辑与/或（&&, ||）
10. 条件运算符（?:）
11. 赋值运算符（=, +=, -=）

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五、自定义运算符（Operator Overloading）

C# 支持在类中重载部分运算符：

public class Point {
    public int X, Y;

    public static Point operator +(Point a, Point b) {
        return new Point { X = a.X + b.X, Y = a.Y + b.Y };
    }
}

var p1 = new Point { X = 1, Y = 2 };
var p2 = new Point { X = 3, Y = 4 };
var result = p1 + p2;  // 调用自定义的 +

📘 官方文档：
🔗 Microsoft Docs – Operator Overloading

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六、常见错误与陷阱

错误	说明
/ 运算整数除法	结果是整数，要用浮点类型防止截断
== 与 .Equals() 的误用	对于引用类型建议使用 .Equals()
as 用于值类型	无效，值类型不能用 as
运算符重载滥用	会造成代码难以理解，需合理设计

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七、C# 运算符完整官方文档目录（推荐收藏）

• 🔗 C# 运算符总览（官方）
• 🔗 C# 表达式和语句

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八、补充建议

• ✔️ 推荐在逻辑表达式中优先使用括号明确意图
• ✔️ 了解每类运算符的行为和返回值类型（特别是布尔、位运算）
• ✔️ 避免不清晰的链式赋值
• ✔️ 使用 Rider/VSCode 提示辅助写出更清晰的逻辑

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