Логические операторы — AND, OR, NOT, XOR

Статья
04/07/2023

Логические логические операторы выполняют логические операции с логическими операндами. Операторы включают унарное логическое отрицание (!), двоичное логическое И (), OR (&|) и монопольное ИЛИ (^), а также двоичный условный логический и () и OR (&&||).

Унарный ! (логическое отрицание) оператор.
Бинарные & (логическое И), | (логическое ИЛИ), а также ^ (логическое исключающее ИЛИ) операторы. Эти операторы всегда обрабатывают оба операнда.
Бинарные && (условное логическое И) и || (условное логическое ИЛИ) операторы. Эти операторы вычисляют правый операнд, только если это необходимо.

Для операндов целочисленных типов операторы &, | и ^ выполняют побитовые логические операции. Дополнительные сведения см. в разделе Побитовые операторы и операторы сдвига.

Оператор логического отрицания !

Унарный префиксный оператор ! выполняет логическое отрицание операнда, возвращая true, если операнд имеет значение false, и false, если операнд имеет значение true.

bool passed = false;
Console.WriteLine(!passed);  // output: True
Console.WriteLine(!true);    // output: False

Унарный оператор постфикса ! является оператором, допускающим значение NULL.

Логический оператор AND &

Оператор & вычисляет логическое И для всех своих операндов. Результат операции x & y принимает значение true, если оба оператора x и y имеют значение true. В противном случае результат будет false.

Оператор & всегда вычисляет оба операнда. При оценке falseлевого операнда результат false операции независимо от значения правого операнда. Однако, даже тогда, правый операнд оценивается.

В следующем примере правый операнд оператора & является вызовом метода, который выполняется независимо от значения левого операнда:

bool SecondOperand()
{
    Console.WriteLine("Second operand is evaluated.");
    return true;
}

bool a = false & SecondOperand();
Console.WriteLine(a);
// Output:
// Second operand is evaluated.
// False

bool b = true & SecondOperand();
Console.WriteLine(b);
// Output:
// Second operand is evaluated.
// True

Условный оператор логического И&& также вычисляет логическое И для своих операндов, но не вычисляет правый операнд, если левый операнд имеет значение false.

Для операндов целочисленных типов оператор & вычисляет побитовое логическое И своих операндов. Унарный оператор & является оператором AddressOf.

Оператор логического исключения ИЛИ ^

Оператор ^ вычисляет логическое исключение ИЛИ для всех своих операндов, возвращая true для x ^ y, если x имеет значение true и y имеет значение false или x имеет значение false и y имеет значение true. В противном случае результат будет false. То есть для операндов bool оператор ^ возвращает тот же результат, что и оператор неравенства!=.

Console.WriteLine(true ^ true);    // output: False
Console.WriteLine(true ^ false);   // output: True
Console.WriteLine(false ^ true);   // output: True
Console.WriteLine(false ^ false);  // output: False

Для операндов целочисленных типов оператор ^ вычисляет побитовое исключающее ИЛИ своих операндов.

Оператор логического ИЛИ |

Оператор | вычисляет логическое ИЛИ для всех своих операндов. Результат операции x | y принимает значение true, если хотя бы один из операторов x или y имеет значение true. В противном случае результат будет false.

Оператор | всегда вычисляет оба операнда. При оценке trueлевого операнда результат true операции независимо от значения правого операнда. Однако, даже тогда, правый операнд оценивается.

В следующем примере правый операнд оператора | является вызовом метода, который выполняется независимо от значения левого операнда:

bool SecondOperand()
{
    Console.WriteLine("Second operand is evaluated.");
    return true;
}

bool a = true | SecondOperand();
Console.WriteLine(a);
// Output:
// Second operand is evaluated.
// True

bool b = false | SecondOperand();
Console.WriteLine(b);
// Output:
// Second operand is evaluated.
// True

Условный оператор логического ИЛИ|| также вычисляет логическое ИЛИ для своих операндов, но не вычисляет правый операнд, если левый операнд имеет значение true.

Для операндов целочисленных типов оператор | вычисляет побитовое логическое ИЛИ своих операндов.

Условный логический оператор AND &>

Условный оператор логического И && (оператор короткого замыкания) вычисляет логическое И для своих операндов. Результат операции x && y принимает значение true, если оба оператора x и y имеют значение true. В противном случае результат будет false. Если x вычисляется falseзначение , y не вычисляется.

В следующем примере правый операнд оператора && является вызовом метода, который не выполняется, если левый операнд имеет значение false:

bool SecondOperand()
{
    Console.WriteLine("Second operand is evaluated.");
    return true;
}

bool a = false && SecondOperand();
Console.WriteLine(a);
// Output:
// False

bool b = true && SecondOperand();
Console.WriteLine(b);
// Output:
// Second operand is evaluated.
// True

Оператор логического И& также вычисляет логическое И для своих операндов, но он всегда вычисляет оба операнда.

Условный оператор логического ИЛИ ||

Условный оператор логического ИЛИ || (оператор короткого замыкания) вычисляет логическое ИЛИ для своих операндов. Результат операции x || y принимает значение true, если хотя бы один из операторов x или y имеет значение true. В противном случае результат будет false. Если x вычисляется trueзначение , y не вычисляется.

В следующем примере правый операнд оператора || является вызовом метода, который не выполняется, если левый операнд имеет значение true:

bool SecondOperand()
{
    Console.WriteLine("Second operand is evaluated.");
    return true;
}

bool a = true || SecondOperand();
Console.WriteLine(a);
// Output:
// True

bool b = false || SecondOperand();
Console.WriteLine(b);
// Output:
// Second operand is evaluated.
// True

Оператор логического ИЛИ| также вычисляет логическое ИЛИ для своих операндов, но всегда вычисляет оба операнда.

Операторы, допускающие логическое значение NULL

Для операндов bool? операторы & (логическое И) и | (логическое ИЛИ) поддерживают следующую логику с тремя значениями:

Оператор & возвращает true только в том случае, если оба операнда имеют значение true. Если x или y имеет значение false, оператор x & y возвращает false (даже если другой операнд имеет значение null). В противном случае выражение x & y будет иметь значение null.
Оператор | возвращает false только в том случае, если оба операнда имеют значение false. Если x или y имеет значение true, оператор x | y возвращает true (даже если другой операнд имеет значение null). В противном случае выражение x | y будет иметь значение null.

Эта семантика описывается в следующей таблице:

x	г	x&y	x\|y
true	true	true	true
true	false	false	true
true	null	null	true
false	true	false	true
false	false	false	false
false	null	false	null
null	true	null	true
null	false	false	null
null	null	null	null

Поведение этих операторов отличается от типичного поведения операторов, допускающих значение NULL. Как правило, оператор, определенный для операндов типа значения, также можно использовать с операндами соответствующего типа значения, допускающего значение NULL. Такой оператор возвращает null, если какой-либо из операндов имеет значение null. При этом операторы & и | могут возвращать отличное от NULL значение, даже если один из операндов имеет значение null. См. подробнее о поведении операторов, допускающих значение NULL, в разделе Операторы с нулификацией в статье Типы, допускающие значение NULL.

Вы также можете также использовать операторы ! и ^ с операндами bool?, как показано в следующем примере:

bool? test = null;
Display(!test);         // output: null
Display(test ^ false);  // output: null
Display(test ^ null);   // output: null
Display(true ^ null);   // output: null

void Display(bool? b) => Console.WriteLine(b is null ? "null" : b.Value.ToString());

Условные логические операторы && и || не поддерживают операнды типа bool?.

Составное присваивание

Для бинарного оператора op выражение составного присваивания в форме

x op= y

эквивалентно правилу

x = x op y

за исключением того, что x вычисляется только один раз.

Операторы &, | и ^ поддерживают составное присваивание, как показано в следующем примере:

bool test = true;
test &= false;
Console.WriteLine(test);  // output: False

test |= true;
Console.WriteLine(test);  // output: True

test ^= false;
Console.WriteLine(test);  // output: True

Примечание.

Условные логические операторы && и || не поддерживают составное присваивание.

Приоритет операторов

В следующем списке перечислены логические операторы в порядке убывания приоритета:

Оператор логического отрицания. !
Оператор логического И &
Оператор логического исключающего ИЛИ ^
Оператор логического ИЛИ |
Условный оператор логического И &&
Условный оператор логического ИЛИ ||

Порядок вычисления, определяемый приоритетом операторов, можно изменить с помощью скобок (()).

Console.WriteLine(true | true & false);   // output: True
Console.WriteLine((true | true) & false); // output: False

bool Operand(string name, bool value)
{
    Console.WriteLine($"Operand {name} is evaluated.");
    return value;
}

var byDefaultPrecedence = Operand("A", true) || Operand("B", true) && Operand("C", false);
Console.WriteLine(byDefaultPrecedence);
// Output:
// Operand A is evaluated.
// True

var changedOrder = (Operand("A", true) || Operand("B", true)) && Operand("C", false);
Console.WriteLine(changedOrder);
// Output:
// Operand A is evaluated.
// Operand C is evaluated.
// False

Полный список операторов C#, упорядоченный по уровню приоритета, можно найти в разделе Приоритет операторов статьи Операторы C#.

Возможность перегрузки оператора

Определяемый пользователем тип может перегружать операторы !, &, | и ^. При перегрузке бинарного оператора соответствующий оператор составного присваивания также неявно перегружается. Явная перегрузка составного оператора присваивания для пользовательского типа невозможна.

Определяемый пользователем тип не может перегружать условные логические операторы && и ||. При этом, если определяемый пользователем тип каким-либо образом перегружает операторы true и false и операторы & и |, операция && или || может быть применена для операндов этого типа. Дополнительные сведения см. в разделе Пользовательские условные логические операторы в Спецификации языка C#.

Спецификация языка C#

Дополнительные сведения см. в следующих разделах статьи Спецификация языка C#: