C# 类型转换与运算符

4.1 隐式类型转换

隐式转换是安全的，不会丢失数据，编译器自动执行。

数值隐式转换

// 小范围 → 大范围
byte b = 100;
short s = b;      // byte → short
int i = s;        // short → int
long l = i;       // int → long
float f = l;      // long → float
double d = f;     // float → double

// int 可以隐式转换为 double
int x = 10;
double y = x;     // 10.0

转换规则

byte → short → int → long → float → double
                                  ↗
char → int ──────────────────────┘

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4.2 显式类型转换（强制转换）

显式转换可能丢失数据，需要使用强制转换语法。

数值强制转换

double d = 3.14;
int i = (int)d;           // 3（小数部分丢失）

long l = 10000000000L;
int x = (int)l;           // 可能溢出

// 检查溢出
checked
{
    int y = (int)l;       // 溢出时抛出 OverflowException
}

Convert 类

string text = "123";
int number = Convert.ToInt32(text);     // 123
double pi = Convert.ToDouble("3.14");   // 3.14
bool flag = Convert.ToBoolean("true");  // True

// 其他类型
string str = Convert.ToString(42);      // "42"
DateTime dt = Convert.ToDateTime("2024-01-01");

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4.3 Parse 与 TryParse

Parse 方法

int a = int.Parse("100");           // 100
double b = double.Parse("3.14");    // 3.14
bool c = bool.Parse("True");        // True

// 格式错误会抛出异常
// int x = int.Parse("abc");  // FormatException

TryParse 方法（推荐）

// 安全解析，不会抛出异常
if (int.TryParse("123", out int result1))
{
    Console.WriteLine($"解析成功: {result1}");  // 123
}

if (int.TryParse("abc", out int result2))
{
    Console.WriteLine("不会执行");
}
else
{
    Console.WriteLine("解析失败");
}

// 一行写法
bool success = int.TryParse("456", out int value);

---

4.4 算术运算符

运算符	说明	示例	结果
+	加法	10 + 3	13
-	减法	10 - 3	7
*	乘法	10 * 3	30
/	除法	10 / 3	3（整数除法）
%	取余	10 % 3	1
++	自增	x++ 或 ++x	x + 1
--	自减	x-- 或 --x	x - 1

除法注意

// 整数除法
int a = 10 / 3;       // 3（截断小数）

// 浮点除法
double b = 10.0 / 3;  // 3.33333333333333

// 强制浮点除法
double c = (double)10 / 3;  // 3.33333333333333

自增自减

int x = 5;

// 后置：先使用，后自增
int y = x++;  // y = 5, x = 6

// 前置：先自增，后使用
int z = ++x;  // x = 7, z = 7

Console.WriteLine($"x={x}, y={y}, z={z}");

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4.5 关系运算符

运算符	说明	示例	结果
==	等于	5 == 5	true
!=	不等于	5 != 3	true
>	大于	5 > 3	true
<	小于	5 < 3	false
>=	大于等于	5 >= 5	true
<=	小于等于	5 <= 3	false

示例

int age = 20;

Console.WriteLine(age == 20);   // True
Console.WriteLine(age != 20);   // False
Console.WriteLine(age > 18);    // True
Console.WriteLine(age < 18);    // False
Console.WriteLine(age >= 20);   // True
Console.WriteLine(age <= 20);   // True

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4.6 逻辑运算符

运算符	说明	示例	结果
&&	逻辑与	true && false	false
||	逻辑或	true || false	true
!	逻辑非	!true	false

短路求值

// && 短路：第一个为 false 时不计算第二个
bool result1 = false && CheckExpensive();  // CheckExpensive 不执行

// || 短路：第一个为 true 时不计算第二个
bool result2 = true || CheckExpensive();   // CheckExpensive 不执行

示例

int age = 25;
bool hasTicket = true;

// 逻辑与
if (age >= 18 && hasTicket)
{
    Console.WriteLine("可以入场");
}

// 逻辑或
bool isWeekend = day == 6 || day == 7;

// 逻辑非
bool isEmpty = !hasItems;

---

4.7 位运算符

运算符	说明	示例	结果
&	按位与	5 & 3	1
|	按位或	5 | 3	7
^	按位异或	5 ^ 3	6
~	按位取反	~5	-6
<<	左移	5 << 1	10
>>	右移	5 >> 1	2

示例

int a = 5;   // 0000 0101
int b = 3;   // 0000 0011

Console.WriteLine(a & b);   // 1 (0000 0001)
Console.WriteLine(a | b);   // 7 (0000 0111)
Console.WriteLine(a ^ b);   // 6 (0000 0110)
Console.WriteLine(a << 1);  // 10 (0000 1010)
Console.WriteLine(a >> 1);  // 2 (0000 0010)

---

4.8 赋值运算符

运算符	示例	等价于
=	x = 10	x = 10
+=	x += 5	x = x + 5
-=	x -= 5	x = x - 5
*=	x *= 5	x = x * 5
/=	x /= 5	x = x / 5
%=	x %= 5	x = x % 5
&=	x &= 5	x = x & 5
|=	x |= 5	x = x | 5

示例

int x = 10;

x += 5;   // x = 15
x -= 3;   // x = 12
x *= 2;   // x = 24
x /= 4;   // x = 6
x %= 4;   // x = 2

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4.9 其他运算符

三元运算符

int age = 20;
string status = age >= 18 ? "成年" : "未成年";
Console.WriteLine(status);  // 成年

// 等价于
if (age >= 18)
    status = "成年";
else
    status = "未成年";

null 相关运算符

string? name = null;

// null 合并 ??
string displayName = name ?? "匿名用户";

// null 条件 ?.
int? length = name?.Length;

// null 条件索引 ?[]
char? first = name?[0];

is 与 as

object obj = "Hello";

// is 类型检查
if (obj is string)
{
    Console.WriteLine("是字符串");
}

// is 模式匹配（C# 7+）
if (obj is string s)
{
    Console.WriteLine(s.Length);
}

// as 安全转换
string text = obj as string;  // 失败返回 null

sizeof 与 typeof

Console.WriteLine(sizeof(int));      // 4
Console.WriteLine(sizeof(double));   // 8

Type t = typeof(int);
Console.WriteLine(t.Name);           // Int32

---

4.10 运算符优先级

从高到低：

优先级	运算符
最高	++ -- () .
	* / %
	+ -
	< > <= >=
	== !=
	&&
最低	||

使用括号明确优先级

// 不推荐
int result = 10 + 5 * 2;  // 20

// 推荐
int result = 10 + (5 * 2);  // 20
int result = (10 + 5) * 2;  // 30

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4.11 本章小结

• 隐式转换安全，显式转换可能丢失数据
• Convert 类和 Parse/TryParse 用于字符串转换
• 算术运算符：+ - * / % ++ --
• 关系运算符返回布尔值
• 逻辑运算符：&& \|\| !，支持短路求值
• 三元运算符：条件 ? 值 1 : 值 2
• 使用括号明确运算优先级

练习题

1. 将字符串 "123.45" 转换为 double 并加 100
2. 使用三元运算符判断奇偶数
3. 使用 TryParse 安全解析用户输入
4. 以下代码输出什么？

   int x = 5;
   int y = x++ + ++x;
   Console.WriteLine(y);