Part 1 运算符是什么？

为了简化使用 C# 程序，C# 使用一些类似于数学符号的东西来表示一些运算，进而使得代码更具有可读性。

可读性（Readability）是一种神奇的玩意儿。当我们使用英语单词的时候，我们会觉得更好看懂代码，毕竟翻译过来就是实际的意思了；使用符号反而不一定能明白。但是，从小学到大，数学符号就一直陪伴我们，以至于我们使用运算符号反而比一些单词要更好看懂，所以，运算符是一个不可或缺的、表达复杂逻辑的一种东西。

C# 里提供了众多的运算符，只有你想不到的，没有它做不到的。大体上 C# 把运算符分成如下若干类：

• 算术运算符（+、-、*、/、%）和正负号（+、-）；

• 自增自减运算符（++、--）；

• 比较运算符（>、>=、<、<=、==、!=）；

• 逻辑运算符（&&、||、&、|、^、!）和逻辑元运算符（true、false）；

• 位运算符（&、|、^、~、>>、<<）；

• 赋值运算符（=、+=、-=、*=、/=、%=、&=、|=、^=、>>=、<<=）；

• 条件运算符（?:）；

• 类型判断运算符（is、as）；

• 溢出校验运算符（checked、unchecked）；

• 默认运算符（default(T)）；

• 强制转换运算符（(T)）。

按照顺序，我们一个一个来讲解。

为了保证调理清晰，我们按照运算符的类型进行挨个讲解，一种运算符用一篇文章来介绍。虽然内容可能没那么多，但是也不必放在一起，这样文章太长了。

另外，C# 还有一些别的运算符号，比如 .、->、[]、*、& 等等。这些运算符具有特殊用途和用法，且并不一定代表一种“运算”，因此我们不单独介绍它们，而是通过贯穿教程的方式对这些内容进行讲解；还有一些在之前的内容也说过了，所以就不用多说了。

Part 2 没啥可讲的？我不信

算术运算符是运算符里最基础、最容易学习的一种运算符类型。它不需要专业编程知识就可以掌握，因为它确实长得很像是数学运算符。

下面我们来针对上述给的这个例子作介绍。我们先不必考虑除法运算，剩下的 +、-、* 均和数学运算的算法没有区别。

2-1 整数取模运算

最后一个叫做取模运算（%），它虽然写成数学的百分号，但实际上是除法运算。不过取模运算是将数据进行整除，然后取出余数作为结果的一种运算模型。它等价于下面的这个数学公式：

如果我们有式子

则有数学表达式

数学运算符 Mod 等价于 C# 里的取模运算符 %，故上述式子也可以表示为

举个例子：

我们可以轻松地得到，17 除以 3 的结果是 5，余数为 2，因此 c 的结果是 2。

另请注意，当取模运算符 % 的左侧这个数我们称为被取模数。整数取模运算一定用的是取模运算的两个计算数值的绝对值。比如 -13 % 7 得当成 13 % 7 进行计算。而结果的正负一定取决于被取模数。换句话说，只有被取模数是负数，结果才会是负数；否则怎么着，结果都是正的。比如 -13 % -7 的结果一定是 -(13 % 7)，即 -6。

2-2 整数除法运算

前面我们说到了取模运算，如果说取模运算是取出余数的话，整数除法运算就刚好取的是商。还是看到前面的式子 (1)。这个式子里的 是这个除法式子的商，所以整数除法运算的结果就是这个 。

C# 里，如果除号 / 两侧的数字全部是整数的话，这个除号就应当看作是一个整数除法运算。因此，对照前面的例子，3 / 4 的结果应该就是 0，因为 3 根本不够被 4 除。如果是 17 / 3 呢？那就是 5 了。

2-3 浮点数除法运算

我们稍微换一下顺序。这次浮点数我们先说除法运算，然后再来讲解取模运算。

当我们依旧使用符号 /，但左右两侧包含浮点数类型的数据的时候，我们就不能套用整数的除法运算了。因为浮点数是包含小数部分的，因此整体的结果就一定会是一个小数。

C# 里约定，当除号 / 的左右两侧数值里，至少有一个是 float、double 和 decimal 的其一的话，我们就认为除法式子里包含小数。此时，就必须照着浮点数除法运算的规则（就是这一部分的内容）来计算。浮点数除法和数学除法没有区别，并不是带余除法。比如说

由于 3 和 4 均是整数，因此我们无法得到小数结果。我们必须得到 0.75 的话，就需要把至少其中一边改成小数，才能得到小数结果。从这则示例里可以看到，我们将 3 强制转换为 double 类型，然后得到一个浮点数除法运算的结果 0.75，最后赋值给 result 变量。

稍微注意一下的是，小括号没有必要写这么多。按照 C# 的习惯，就算你不打括号，C# 也知道这里 (double)3 / 4 是看成 ((double)3) / 4 而不是 (double)(3 / 4) 的。那么，它们有什么区别呢？

如果是前者，那么式子就好比是 3.0 / 4 一样。我们将 3 认为是 3.0。虽然 3 和 3.0 在数学上没区别，但是 C# 里因为字面量类型的问题，3 是 int 类型（整数），而 3.0 是 double 类型（浮点数），因此类型影响着整个运算是整数除法还是浮点数除法。

而如果是后者，式子就相当于是把 3 / 4 的结果得到后，才转换成 double。前文说到，如果除号的两侧没有浮点数的话，那么结果就一定是按整数除法来计算的。那么 3 / 4 的结果就必然为 0，故式子就好比是 (double)0，即 0.0，没有意义的转换。

因此，强制转换运算符仅和它旁边这个数值进行“结合”。

这就是浮点数的除法。

2-4 浮点数取模运算

C# 里除了可以对两个整数进行取模运算，还可以对浮点数计算。不过概念稍微和整数的取模运算有一点不一样，但它和数学上的余数运算是一样的算法。

比如 13.3 % 6.3。我们只需要找到一个合适的商，得到 2 这个结果；那么商乘以除数可以得到 12.6 这个结果；那么余数自然就是 13.3 - 12.6 = 0.7。

Part 3 浮点数运算的精度问题

我们尝试看一下如下的计算：

我们可以得到的结果是 0.3。但我们将 float 改成 double：

即使我们去掉 F 字面量后缀

你都不会得到 0.3 这个结果。实际上，后面两个的结果的小数位很后面依然有非 0 的数据信息。这是因为什么呢？

这并非是 C# 的计算错误，而是一个“预期的”结果。这我们得回到 IEEE 754 规范上来。这个规范规定和约定，数据需要先转换为二进制的科学计数法表示（即 的格式）。这个式子里，由于一个十进制数要想表达成这个格式，且内存是有限大小的，因此我们无法准备表达一个数值信息，因而会丢失精度。

因此，在存储和赋值的时候，f 和 g 就已经不是真正的 0.1 和 0.2 了，因此结果必然不是真正的 0.3。因此，我们一定要注意浮点数的精度问题。

如果需要避免精度错误，我们需要用 decimal 类型。

这样输出的结果就肯定是 0.3 了，且不会出现精度的问题。

下面我们来思考一个问题。为什么第一个例子（float 类型运算）里，结果依旧是 0.3 呢？精度会导致数据不准确，但为什么答案依旧是准确的 0.3 呢？

答案是因为，0.1 和 0.2 在存储的时候，误差其实很小，以至于比 float 类型的最低精度还要小，所以算出来看起来没有问题，但是实际上答案应当和第二个例子里显示的结果一致（只是误差比精度还小，因此后续的部分被舍弃了），因为等于 0.300000... 的后面就全部为 0 了，自然显示的时候就把全部的小数部分的 0 全给省略了。

Part 4 字符串的加法

由于 C# 里有一种新的数据类型（字符串），这是 C 语言里没有的数据类型，因此它有特殊的运算规则：字符串的加法。

字符串的加法说白了，就是字符串的拼接。

我们通过加法运算符 + 来拼接两个字符串。s + t 将字符串拼接起来，因此输出的内容就是 Hello, Sunnie!。

Part 5 总结

本节我们学习了基本的五个运算符。一定要注意浮点数和整数对除法运算的不同行为。稍微注意一下，字符串的加法运算。