零点起飞学C#之表达式和运算符.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2013/1/21,#,第,5,章 表达式和运算符,计算机的核心功能就是运算。为了让计算机完成对应的工作，编程语言将常见的运算都预先设定好，并使用各种符号表示。这些符号就是运算符。将这些符号和我们要处理的数据结合起来，就构成了表达式。本章将详细讲解,C#,中的各种运算符和表达式。,5.1,运算的最小单位,表达式,表达式是一个由操作数（,operand,）和运算符（,operator,）构成的序列。运算符指定操作数的运算规则，即指示对表达式中的操作数进行什么样的运算。本节将详细介绍表达式。,5.1.1,表达式分类,在,C#,语言中，根据操作数的类型可以把表达式分为以下,9,种类别，如下表所示。,操作数类型,运,算,值,每一个值都有关联的类型,变量,每一个变量都有关联的类型。如果该变量定义了相关的类型，则称该变量为已声明类型的变量,命名空间,C#,程序是利用命名空间组织起来的,类型,指定变量数据的存储方式和操作方法,方法组,表示一组方法，并可以通过实例调用方法组中的方法,属性访问,每个属性访问都有关联的类型，即该属性的类型,事件访问,每个事件访问都有关联的类型，即该事件的类型,索引器访问,每个索引器访问都有关联的类型，即该索引器的元素类型,Nothing,出现在调用一个具有,void,返回类型的方法时,下面我们来学习几个特殊的表达式，如,this,、,new,。它们隐藏了操作符，都有其特殊的作用。使用,this,关键字可以限定名称相同的成员，,base,关键字用于从派生类中访问基类的成员，,new,关键字作为,new,运算符时可以创建对象等。,5.1.2 this,关键字,this,关键字可以用来引用类的当前实例。,this,关键字存在,3,种常用用法：限定名称相同的成员、将对象本身作为参数和声明索引器。下面我们来学习,this,的第一种用法，后面两种用法会在相应章节中学习。,限定名称相同的成员是指在某一个类中，如果某一个成员的名称和其他对象（如参数等）的名称相同，那么可以通过,this,关键字限定该成员。,【,示例,5-1,】,下面创建一个名称为,Program,的类，并声明了一个名称为,i,的私有成员。,注意：在,Program(int i),函数中，,Program,类的,i,成员的名称和,i,参数的名称相同，为了区分这两个对象，则需要使用,this,关键字来限定,Program,类的,i,成员。因此，,this.i,表示,Program,类的,i,成员。,分析：在“,this.i,=i;,”语句中，,this.i,表示,Program,类的私有成员,i,，,i,（“,=,”的右边表达式）表示,i,参数。因此，“,this.i,=i;,”语句将,i,参数的值赋值给,Program,类的私有成员,i,。,5.1.3,new,关键字,new,关键字有,3,种用法，分别是作为,new,运算符、,new,修饰符和,new,约束。本节只讲解最基本的知识，学习,new,作为运算符的用法，其他两种用法在相应章节继续学习。当,new,关键字作为,new,运算符时，它可以用来创建对象和调用构造函数、创建匿名类型的实例、调用值类型的默认构造函数等。,【,示例,5-2,】,下面使用,new,运算符创建一个类型为,object,的对象,obj,。,object obj,=new object();,/new,运算符创建,object,类的对象,obj,注意：当,new,运算符创建类型的一个新实例时，但并非为该实例动态分配内存。对于值类型的实例而言，一般不需要分配该实例表示的变量之外的内存（值类型的实例本身会占用一定的内存）。因此，在使用,new,运算符创建值类型的实例时，是不会发生动态分配内存。,5.2,运算的核心,运算符,运算符是表达式很重要的一部分，它指示对表达式中的操作数进行什么样的运算，如,+,、,、,*,、,/,、,%,等。根据运算符所需操作数的个数，可以把运算符分为一元运算符、二元运算符和三元运算符。本节我们来学习有关运算符的知识。,5.2.1,算术运算符,算术运算是基本的数学运算。它包括加、减、乘、除。在,C#,中，分别使用,+,、,、,*,、,/,表示。同时，,C#,还使用,%,表示不常用的求余运算。它们的基本语法格式如下：,left expression operator right expression,left expression,和,right expression,分别表示左操作数和右操作数，,operator,表示运算符，可以为,*,、,/,、,%,、,+,和,。,【,示例,5-3,】,下面使用,+,运算符计算,i,和,j,两个操作数（均为,int,类型）的和，结果保存为,result,变量。,如果左、右操作数的类型相同，则它们的运算结果的类型和操作数的类型相同。当运算结果超出了该类型表示的范围时，如果使用了,checked,运算符，则引发,System.OverflowException,异常。如果使用了,unchecked,运算符，则不引发异常，但是其结果类型范围外的任何有效高序位都被放弃。,对于,+,运算符而言，如果其一个或两个操作数为,string,类型时，则,+,运算符执行字符串串联操作，而不是简单的算术运算。,【,示例,5-4,】,下面使用,+,运算符将,s1,和,s2,（均为,string,类型）字符串串联起来，并保存为,s3,变量。,分析：,s3,变量的值为,abcdef,字符串。,5.2.2,自增、自减运算符,自增、自减运算符都属于一元运算符，执行对操作数进行加,1,或者减,1,的操作。本小节我们来详细介绍自增、自减运算符的使用方法。,1,+,运算符,+,运算符又称为增量运算符，其作用是对操作数进行加,1,。将,+,运算符放在操作数的左边，称该运算符为前缀增量运算符。否则，称为后缀增量运算符。语法如下：,+expression,或者,expression,+,expression,表示操作数。“,+expression,”表达式首先计算,expression,的值，然后将其值增,1,，并作为该表达式的结果。“,expression+,”表达式首先计算,expression,的值，并作为该表达式的结果，然后将,expression,的值增,1,。,【,示例,5-5,】,下面使用,+,运算符分别计算,i,变量的前缀增量和后缀增量的值，结果分别保存为,j,和,k,变量。,分析：“,+i,”表达式执行之后，,i,变量的值为,11,，并作为该表达式的值。因此，,j,变量的值为等于,11,。“,k,=i+,”表达式首先获取,i,变量的值，并赋值给,k,变量，因此，,k,变量的值为,11,。然后，再将,i,变量的值增,1,。因此，,i,变量的值为,12,。最终，,i,、,j,和,k,变量的值分别为,12,、,11,和,11,。,2,运算符,运算符又称为减量运算符，其作用是对操作数进行减,1,。将,运算符放在操作数的左边，称该运算符为前缀减量运算符。否则，称为后缀减量运算符。语法如下：,-expression,或者,expression-,expression,表示操作数。“,expression,”表达式首先计算,expression,的值，然后将其值减,1,，并作为该表达式的结果。“,expression,”表达式首先计算,expression,的值，并作为该表达式的结果，然后将,expression,的值减,1,。,【,示例,5-6,】,下面使用,运算符分别计算,i,变量的前缀减量和后缀减量的值，结果分别保存为,j,和,k,变量。,分析：“,i,”表达式执行之后，,i,变量的值为,9,，并作为该表达式的值。因此，,j,变量的值为等于,9,。“,k,=i,”表达式首先获取,i,变量的值，并赋值给,k,变量，因此，,k,变量的值为,9,。然后，再将,i,变量的值减,1,。因此，,i,变量的值为,8,。最终，,i,、,j,和,k,变量的值分别为,8,、,9,和,9,。,5.2.3,逻辑运算符,&,、,、,|,和,!,运算符称为逻辑运算符。,&,运算符计算两个操作数的按位逻辑,AND,，,|,运算符计算两个操作数的按位逻辑,OR,，,运算符计算两个操作数的按位逻辑,XOR,。语法如下：,left expression operator right expression,left expression,和,right expression,分别表示左操作数和右操作数，,operator,表示运算符，可以为,&,、,和,|,。,【,示例,5-7,】,下面使用,&,、,和,|,运算符分别计算,i,和,j,两个操作数（均为,int,类型，值分别为,10,和,20,）的位逻辑,AND,、位逻辑,OR,和位逻辑,XOR,，结果分别保存为保存为,c1,、,c2,和,c3,变量。,分析：,c1,、,c2,和,c3,变量的值分别为,0,、,30,和,30,。,当左、右操作数均为,bool,类型时，,&,、,和,|,运算符分别计算两个操作数的逻辑与、异或和或。给定“,x op y,”表达式（,op,为,&,、,或,|,），具体结果描述如下：,如果,x,和,y,均为,true,，则,x&y,的结果为,true,。否则，结果为,false,。,如果,x,或,y,为,true,，则,x|y,的结果为,true,。否则，结果为,false,。,如果,x,为,true,而,y,为,false,，或者,x,为,false,而,y,为,true,，则,x y,的结果为,true,。否则，结果为,false,。即,x,和,y,的值不相同时，,x y,的结果才为,true,。,【,示例,5-8,】,下面使用,运算符计算,i,和,j,两个操作数（均为,bool,类型，值分别为,true,和,false,）的位逻辑,XOR,，结果保存为,k,变量。,分析：,k,变量的值,为,true,。,!,运算符又称为逻辑否定运算符。如果操作数的值为,true,，则结果为,false,。如果操作数为,false,，则结果为,true,。语法如下,：,！,expression,expression,表示操作数。,【,示例,5-9,】,下面使用,!,运算符计算,i,变量（类型为,bool,，值为,true,）的逻辑否定的结果，并保存为,j,变量,。,5.2.4,条件运算符,?:,运算符称为条件运算符，它是,C#,语言中唯一的一个三元运算符。语法如下：,条件表达式,?resulta:resultb;,该表达式首先计算条件表达式的值。如果条件表达式的值为真，则,resulta,的值，并成为运算结果。否则计算,resultb,，并成为运算结果。,【,示例,5-10,】,下面使用,?:,运算符计算“,i,+j,300?i,:j,”表达式的值。其中，,i,和,j,均为,int,类型，值分别为,10,和,20,。,分析：如果,i,+j,表达式的值大于,300,时，则,k,的值等于,i,的值，否则,k,的值等于,j,的值。,如果有一个包含,?:,运算符的表达式“,j,?x:y,”，则该表达式的计算步骤如下：,（,1,）计算,j,的值。,（,2,）若,j,的类型不为,bool,类型，则将,j,的值转换为,bool,类型。如果转换失败，则发生编译错误。,（,3,）如果,j,的值为,true,，则计算,x,的值，并将结果作为该表达式的结果。,（,4,）如果,j,的值为,false,，则计算,y,的值，并将结果作为该表达式的结果。,在使用,?:,运算符时，需要注意以下几点。,?:,运算符的第一个操作数（条件表达式）必须是能够隐式转换为,bool,类型或实现了,operator true,的表达式。否则发生编译错误。,?:,运算符的第,2,和,3,个操作数决定,?:,运算符表达式的结果的类型。第,2,和,3,个操作数的类型要么相同，要么能够从一个操作数的类型隐式转换为另外一个操作数的类型。否则发生编译时错误。,5.2.5,条件逻辑运算符,&,和,|,运算符称为条件逻辑运算符。,&,运算符为逻辑与运算符，它计算左右操作数的逻辑与。,|,运算符为逻辑或运算符，它计算左右操作数的逻辑或。语法如下：,left expression operator right expression,left expression,和,right expression,分别表示左操作数和右操作数。,operator,表示运算符，可以为,&,和,|,。,【,示例,5-11,】,下面使用,&,运算符计算,i,和,j,两个操作数（均为,bool,类型）的和，结果保存为,k,变量。,分析：,k,变量的值为,false,。,注意：对于,x&y,表达式而言，仅当,x,的值为,true,时，才计算,y,的值。对于,x|y,表达式而言，仅当,x,的值为,false,时，才计算,y,的值。,【,示例,5-12,】,下面声明类型为,object,的,obj,变量，并省略初始化,obj,变量的代码,。,object obj;,/.,省略了给,obj,赋值的代码,if(,obj,=null|obj.ToString().Length=0,)/,在,if,语句的判断表达式中使用逻辑或运算,/.,省略其他代码,注意：当,&,或,|,运算符的左右操作数均为,bool,类型时。,x&y,表达式相当于,x?y:false,表达式，,x|y,表达式相当于,x?true:y,表达式。,5.2.6,移位运算符,运算符被称为移位运算符。,运算符表示右移位。语法如下：,expression operator count;,expression,表示被移位的表达式，,count,表示移动的位数，,operator,表示运算符，可以为,。,【,示例,5-13,】,下面使用,运算符分别将,i,（为,int,类型，值为,20,）左移和右移,2,位，结果分别保存为,c1,和,c2,变量。,分析：,c1,变量的值为,80,，,c2,变量的值为,5,。,x count,表达式将,x,向右移位,count,个位。计算方法如下：,当,x,为,int,或,long,类型时，放弃,x,的低序位，将剩余的位向右位移。如果,x,非负，则将高序空位位置设置为零。如果,x,为负，则将其设置为,1,。,当,x,为,uint,或,ulong,类型时，放弃,x,的低序位，将剩余的位向右位移，并将高序空位位置设置为零。,5.2.7,关系运算符,=,、,!=,、,、,=,运算符称为关系。语法如下：,left expression operator right expression,left expression,和,right expression,分别表示左操作数和右操作数，,operator,表示运算符，可以为,=,、,!=,、,、,=,。,其中，,=,、,!=,、,、,=,运算符为比较运算符，它们的具体计算方法如下：,x=y,，如果,x,等于,y,，则为,true,，否则为,false,。,x!=y,，如果,x,不等于,y,，则为,true,，否则为,false,。,x y,，如果,x,大于,y,，则为,true,，否则为,false,。,x=y,，如果,x,大于等于,y,，则为,true,，否则为,false,。,【,示例,5-14,】,下面使用,=,运算符比较,i,和,j,的值（均为,int,类型，值分别为,10,和,20,）是否相等，结果保存为,k,变量。,分析：,k,变量的值为,false,。,注意：,=,、,!=,、,、,=,运算符的结果均为,bool,类型。,5.2.8,赋值运算符,=,、,*,=,、,/=,、,%=,、,+=,、,-=,、,=,、,&=,、,=,和,|=,运算符被称为赋值运算符，它们能够为变量、属性、事件或索引器元素赋新值。语法如下：,left expression operator right expression,left expression,和,right expression,分别表示左操作数和右操作数，,operator,表示运算符，如,=,、,*,=,、,/=,等。,【,示例,5-15,】,下面使用,*,=,运算符计算两个操作数（,i,和,j,，它们的值分别为,10,和,20,）的乘积，并赋值给左操作数,j,。,分析：,j,变量的值为,200,。,注意：赋值运算符的左操作数必须是属于变量、属性访问、索引器访问或事件访问类别的表达式。,=,运算符称为简单赋值运算符，它将右操作数的值赋予左操作数给定的变量、属性或索引器元素。,op=,运算符称为复合赋值运算符，“,x op=y,”表达式相当于“,x=x op y,”表达式。,5.2.9,运算优先级,C#,语言中的运算符存在着优先级。在计算表达式的值时，也必须遵循运算符的优先级的规则。算术表达式是最为常见的一种表达式。它由操作数和运算符组成，而且这些运算符之间是存在一定优先级的，如,*,运算符的优先级就大于,+,运算符的优先级。,特别地，当表达式包括多个运算符时，运算符的优先级控制各个运算符的计算顺序。对于,x+y,*,z,表达式而言，该表达式首先计算,y,*,z,表达式的值，然后再计算,y,*,z,表达式的结果与,x,的和。即该表达式等价于,x+(y,*,z),表达式，那是因为,*,运算符的优先级大于,+,运算符的优先级。根据运算符的优先级可以把,C#,中的运算符分为以下,14,类，如下表所示。,类,型,运,算,符,说,明,基本,x.y,、,f(x),、,ax,、,x+,、,x-,、,new,、,typeof,、,checked,、,unchecked,new,运算符用于创建一个,新对象,一元,+,、,、,!,、,、,+x,、,-x,、,(T)x,(T)x,为类型转换运算,乘除,*,、,/,、,%,加减,+,、,移位,关系和类型检测,、,=,、,is,、,as,相等,=,、,!=,逻辑与,&,逻辑异或,逻辑或,|,条件与,&,条件或,|,条件,?:,赋值,=,、,*=,、,/=,、,%=,、,+=,、,-=,、,=,、,&=,、,=,、,|=,注意,：上表是,按照从最高到最低的优先级顺序列举了,C#,语言的所有运算符。,当操作数出现在具有相同优先级的两个运算符之间时，运算符的顺序与运算符本身特性相关，具体说明如下所示。,除了赋值运算符外，所有的二元运算符都是从左向右执行运算。如“,x+y+z,”表达式按照“,(x+y)+z,”表达式进行计算。,赋值运算符和,?:,条件运算符是从右向左执行运算。如,x=y=z,表达式按照,x=(y=z),表达式进行计算。,5.2.10,类型转换,类型转换是指将数据从一种类型转换成另一种类型。在赋值运算中，可能会发生类型转换。如果被赋值的变量类型与实际的变量类型不同，就需要进行类型转换。,C#,提供了类型转换运算符和类型测试运算符。本小节我们来学习类型转换的运算符。,(T)x,运算符将表达式显式转换为指定的类型，语法如下：,(type)expression,type,表示类型，,expression,表示被转换的表达式。,【,示例,5-16,】,下面使用,(T)x,运算符将,obj,变量（类型为,object,）转换为,int,类型的,i,变量。,object obj=10;,int i=,(,int,)obj,;/,将变量,obj,从,object,型转换为,int,型,注意：对于,(T)x,表达式而言，如果不存在从,x,的类型到,T,的显式转换，则发生编译错误。否则，结果为显式转换产生的值。,类型测试运算符包括,is,和,as,运算符。,is,运算符用于动态检查对象的运行时类型是否与给定类型兼容，其结果也为,bool,类型。对于“,e is T,”表达式而言（其中，,e,为表达式，,T,为类型），如果,e,的结果能够隐式转换为,T,类型，则该表达式的结果为,true,，否则为,false,。,【,示例,5-17,】,下面使用,is,运算符检查,i,变量（类型为,int,）能否转换为,object,类型，结果保存为,j,变量。,分析：,j,变量的值为,true,。,C#,中的每种类型都是直接或间接从,object,类类型派生的。因此，,C#,中的任何类型都可以转换为,object,类型,。,as,运算符用于将一个值显式地转换为一个给定的引用类型。如果转换失败，则返回,null,。,【,示例,5-18,】,下面使用,as,运算符将,i,变量（类型为,int,）转换为,object,类型的变量，并保存为,j,变量,。,注意：,as,运算符从不引发异常。对于“,e as T,”表达式而言，,e,必须是表达式，,T,必须是引用类型，且运算结果总是能够归属于,T,类型。,5.3,小 结,本章主要介绍了,C#,语言中的表达式和运算符，如表达式分类、,this,关键字、,base,关键字、,new,关键字、运算符、运算符重载等。这些都是很基础的知识。其中，重点是要掌握表达式、运算符和运算符重载，为后续编写,C#,程序代码奠定基础。第,6,章将要介绍,C#,语言中的语句。,