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» 2002年10月09日 00時00分 公開

連載 改訂版 C#入門:第8章 式と演算子 (1/3)

演算子を用いた式による計算はプログラミングの基礎であり、C#にも多種多様な演算子が用意されている。今回はこれらを一括して解説する。

[川俣晶(http://www.autumn.org/),(株)ピーデー(http://www.piedey.co.jp/)]
連載 改訂版 C#入門
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連載目次

 本記事は、(株)技術評論社が発行する書籍『新プログラミング環境 C#がわかる+使える』から許可を得て転載したものです。同書籍に関する詳しい情報については、本記事の最後に掲載しています。

 データを加工する最も基本的な手段は、「+」や「-」などの演算子を使用することである。本章では、式を記述するために必要なC#の演算子について解説する。

8-1 C#の演算子

 足し算などの基本的な演算子はプログラミング言語が変わっても表記が変わらないことが多い。例えば、足し算を示すために「+」記号を使うことは、FORTRANの昔からC#の現在まで踏襲されてきた基本的な表現方法である。むしろ、コンピュータができる前の数学の表記からずっと踏襲されてきたといってもよいかもしれない。また、C#はC/C++の順当な発展形として進化してきたという事情から、多くの演算子はC/C++と同様に振る舞う。そこで、本章のテーマは演算子なのだが、必ずしもすべての読者がすべての演算子の解説を必要とはしていないと考えた。まずは本章のサンプル・プログラムの実行結果を見てほしい。この結果を1行ずつ見て、自分が理解しているとおりの結果が出ているなら、その演算子についての説明を読む必要はないだろう。なぜその結果になるのか分からない演算子があったときに、解説を読んでいただきたい。

 では、先に、サンプル・ソースの実行結果をFig.8-1に示す。

 ● 基本演算(みんな理解しよう)
2+3 =   5
2147483647+1  =   -2147483648
2147483647u+1u  =   2147483648
4294967295u+1u  =   0
3-2 =   1
-2147483648-1   =   2147483647
0u-1u   =   4294967295
3*2 =   6
2147483647*2  =   -2
2147483647u*2u  =   4294967294
6/3 =   2
6/5 =   1
6.0/5.0 =   1.2
6%3 =   0
6%5 =   1
1<2 =   True
2<1 =   False
3<3 =   False
1>2 =   False
2>1 =   True
3>3 =   False
1<=2  =   True
2<=1  =   False
3<=3  =   True
1>=2  =   False
2>=1  =   True
3>=3  =   True
1==2  =   False
2==1  =   False
3==3  =   True
1!=2  =   True
2!=1  =   True
3!=3  =   False
1 is int  =   True
1.0 is int  =   False
false&false =   False
true&false  =   False
true&true   =   True
false^false =   False
true^false  =   True
true^true   =   False
false|false =   False
true|false  =   True
true|true   =   True
false ? 1 : 2   =   2
true ? 1 : 2  =   1
+(2+3)  =   5
-(2+3)  =   -5
!true   =   False
!false  =   True
● ビット演算(ビット表現が分かる人のみ)
256>>1  =   128
256<<1  =   512
2147483647>>1   =   1073741823
2147483647<<1   =   -2
2147483647u>>1  =   1073741823
2147483647u<<1  =   4294967294
-2147483648>>1  =   -1073741824
-2147483648<<1  =   0
1&3 =   1
1^3 =   2
1|3 =   3
~1  =   -2
~1u =   4294967294
~-1 =   0
● 変数の値を変える演算子(ソースと見比べて理解しよう)
set x=0
++x =   1
++x =   2
++x =   3
set x=0
x++ =   0
x++ =   1
x++ =   2
set x=0
--x =   -1
--x =   -2
--x =   -3
set x=0
x-- =   0
x-- =   -1
x-- =   -2
set x=0
x=1 =   1
x is now 1
x=1; x+=2; value of x is 3
x=1; x-=2; value of x is -1
x=2; x*=3; value of x is 6
x=6; x/=2; value of x is 3
x=6; x%=2; value of x is 0
x=6; x<<=2; value of x is 24
x=6; x>>=2; value of x is 1
x=1; x&=3; value of x is 1
x=1; x^=3; value of x is 2
x=1; x|=3; value of x is 3
● 式を処理しない場合がある演算子(ソースと見比べて理解しよう)
set x=0
returnFalse(x++) && returnFalse(x++)  =   False
x is now 1
set x=0
returnTrue(x++) && returnTrue(x++)  =   True
x is now 2
set x=0
returnFalse(x++) || returnFalse(x++)  =   False
x is now 2
set x=0
returnTrue(x++) || returnTrue(x++)  =   True
x is now 1

Fig.8-1

 Fig.8-1の結果は、List 8-1のソース・コードより出力したものである。

using System;
namespace Sample001
{
  class Class1
  {
    public static bool returnTrue( int value )
    {
      return true;
    }
    public static bool returnFalse( int value )
    {
      return false;
    }
    [STAThread]
    static void Main(string[] args)
    {
      Console.WriteLine("● 基本演算(みんな理解しよう)");
      Console.WriteLine("2+3\t=\t{0}",2+3);
      int x1=2147483647, y1=1;
      Console.WriteLine("2147483647+1\t=\t{0}",x1+y1);
      Console.WriteLine("2147483647u+1u\t=\t{0}",2147483647u+1u);
      uint x2=4294967295u, y2=1u;
      Console.WriteLine("4294967295u+1u\t=\t{0}",x2+y2);

      Console.WriteLine("3-2\t=\t{0}",3-2);
      int x3=-2147483648, y3=1;
      Console.WriteLine("-2147483648-1\t=\t{0}",x3-y3);
      uint x4=0u, y4=1u;
      Console.WriteLine("0u-1u\t=\t{0}",x4-y4);

      Console.WriteLine("3*2\t=\t{0}",3*2);
      int x5=2147483647, y5=2;
      Console.WriteLine("2147483647*2\t=\t{0}",x5*y5);
      Console.WriteLine("2147483647u*2u\t=\t{0}",2147483647u*2u);

      Console.WriteLine("6/3\t=\t{0}",6/3);
      Console.WriteLine("6/5\t=\t{0}",6/5);
      Console.WriteLine("6.0/5.0\t=\t{0}",6.0/5.0);

      Console.WriteLine("6%3\t=\t{0}",6%3);
      Console.WriteLine("6%5\t=\t{0}",6%5);

      Console.WriteLine("1<2\t=\t{0}",1<2);
      Console.WriteLine("2<1\t=\t{0}",2<1);
      Console.WriteLine("3<3\t=\t{0}",3<3);
      Console.WriteLine("1>2\t=\t{0}",1>2);
      Console.WriteLine("2>1\t=\t{0}",2>1);
      Console.WriteLine("3>3\t=\t{0}",3>3);

      Console.WriteLine("1<=2\t=\t{0}",1<=2);
      Console.WriteLine("2<=1\t=\t{0}",2<=1);
      Console.WriteLine("3<=3\t=\t{0}",3<=3);
      Console.WriteLine("1>=2\t=\t{0}",1>=2);
      Console.WriteLine("2>=1\t=\t{0}",2>=1);
      Console.WriteLine("3>=3\t=\t{0}",3>=3);

      Console.WriteLine("1==2\t=\t{0}",1==2);
      Console.WriteLine("2==1\t=\t{0}",2==1);
      Console.WriteLine("3==3\t=\t{0}",3==3);

      Console.WriteLine("1!=2\t=\t{0}",1!=2);
      Console.WriteLine("2!=1\t=\t{0}",2!=1);
      Console.WriteLine("3!=3\t=\t{0}",3!=3);

      Console.WriteLine("1 is int\t=\t{0}",1 is int);
      Console.WriteLine("1.0 is int\t=\t{0}",1.0 is int);

      Console.WriteLine("false&false\t=\t{0}",false&false);
      Console.WriteLine("true&false\t=\t{0}",true&false);
      Console.WriteLine("true&true\t=\t{0}",true&true);

      Console.WriteLine("false^false\t=\t{0}",false^false);
      Console.WriteLine("true^false\t=\t{0}",true^false);
      Console.WriteLine("true^true\t=\t{0}",true^true);

      Console.WriteLine("false|false\t=\t{0}",false|false);
      Console.WriteLine("true|false\t=\t{0}",true|false);
      Console.WriteLine("true|true\t=\t{0}",true|true);

      Console.WriteLine("false ? 1 : 2\t=\t{0}",false ? 1 : 2);
      Console.WriteLine("true ? 1 : 2\t=\t{0}",true ? 1 : 2);

      Console.WriteLine("+(2+3)\t=\t{0}",+(2+3));
      Console.WriteLine("-(2+3)\t=\t{0}",-(2+3));

      Console.WriteLine("!true\t=\t{0}",!true);
      Console.WriteLine("!false\t=\t{0}",!false);

      Console.WriteLine("● ビット演算(ビット表現が分かる人のみ)");
      Console.WriteLine("256>>1\t=\t{0}",256>>1);
      Console.WriteLine("256<<1\t=\t{0}",256<<1);

      Console.WriteLine("2147483647>>1\t=\t{0}",2147483647>>1);
      Console.WriteLine("2147483647<<1\t=\t{0}",2147483647<<1);

      Console.WriteLine("2147483647u>>1\t=\t{0}",2147483647u>>1);
      Console.WriteLine("2147483647u<<1\t=\t{0}",2147483647u<<1);

      Console.WriteLine("-2147483648>>1\t=\t{0}",-2147483648>>1);
      Console.WriteLine("-2147483648<<1\t=\t{0}",-2147483648<<1);

      Console.WriteLine("1&3\t=\t{0}",1&3);
      Console.WriteLine("1^3\t=\t{0}",1^3);
      Console.WriteLine("1|3\t=\t{0}",1|3);

      Console.WriteLine("~1\t=\t{0}",~1);
      Console.WriteLine("~1u\t=\t{0}",~1u);
      Console.WriteLine("~-1\t=\t{0}",~-1);

      Console.WriteLine("● 変数の値を変える演算子(ソースと見比べて理解しよう)");
      int x=0; Console.WriteLine("set x=0");
      Console.WriteLine("++x\t=\t{0}",++x);
      Console.WriteLine("++x\t=\t{0}",++x);
      Console.WriteLine("++x\t=\t{0}",++x);

      x=0; Console.WriteLine("set x=0");
      Console.WriteLine("x++\t=\t{0}",x++);
      Console.WriteLine("x++\t=\t{0}",x++);
      Console.WriteLine("x++\t=\t{0}",x++);

      x=0; Console.WriteLine("set x=0");
      Console.WriteLine("--x\t=\t{0}",--x);
      Console.WriteLine("--x\t=\t{0}",--x);
      Console.WriteLine("--x\t=\t{0}",--x);

      x=0; Console.WriteLine("set x=0");
      Console.WriteLine("x--\t=\t{0}",x--);
      Console.WriteLine("x--\t=\t{0}",x--);
      Console.WriteLine("x--\t=\t{0}",x--);

      x=0; Console.WriteLine("set x=0");
      Console.WriteLine("x=1\t=\t{0}", x=1 );
      Console.WriteLine("x is now {0}",x);

      x = 1;
      x += 2;
      Console.WriteLine("x=1; x+=2; value of x is {0}", x );
      x = 1;
      x -= 2;
      Console.WriteLine("x=1; x-=2; value of x is {0}", x );
      x = 2;
      x *= 3;
      Console.WriteLine("x=2; x*=3; value of x is {0}", x );
      x = 6;
      x /= 2;
      Console.WriteLine("x=6; x/=2; value of x is {0}", x );
      x = 6;
      x %= 2;
      Console.WriteLine("x=6; x%=2; value of x is {0}", x );
      x = 6;
      x <<= 2;
      Console.WriteLine("x=6; x<<=2; value of x is {0}", x );
      x = 6;
      x >>= 2;
      Console.WriteLine("x=6; x>>=2; value of x is {0}", x );
      x = 1;
      x &= 3;
      Console.WriteLine("x=1; x&=3; value of x is {0}", x );
      x = 1;
      x ^= 3;
      Console.WriteLine("x=1; x^=3; value of x is {0}", x );
      x = 1;
      x |= 3;
      Console.WriteLine("x=1; x|=3; value of x is {0}", x );

      Console.WriteLine("● 式を処理しない場合がある演算子(ソースと見比べて理解しよう)");
      x=0; Console.WriteLine("set x=0");
      Console.WriteLine("returnFalse(x++) && returnFalse(x++)\t=\t{0}",returnFalse(x++) && returnFalse(x++));
      Console.WriteLine("x is now {0}",x);
      x=0; Console.WriteLine("set x=0");
      Console.WriteLine("returnTrue(x++) && returnTrue(x++)\t=\t{0}",returnTrue(x++) && returnTrue(x++));
      Console.WriteLine("x is now {0}",x);
      x=0; Console.WriteLine("set x=0");
      Console.WriteLine("returnFalse(x++) || returnFalse(x++)\t=\t{0}",returnFalse(x++) || returnFalse(x++));
      Console.WriteLine("x is now {0}",x);
      x=0; Console.WriteLine("set x=0");
      Console.WriteLine("returnTrue(x++) || returnTrue(x++)\t=\t{0}",returnTrue(x++) || returnTrue(x++));
      Console.WriteLine("x is now {0}",x);
    }
  }
}

List 8-1

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