康廷數位: 關聯與邏輯運算

邏輯運算主要針對運算元之間，或是運算式的運算結果進行比對運算，邏輯運算所回傳的結果通常是一個 true 或是 false 布林值，關聯運算則用來指出兩個運算元之間的關係，例如 x 與 y 是否相等，或是 a 是否大於b 等等。邏輯與關聯運算子可進一步結合其他運算式，形成更複雜的運算式。

關聯運算子

關聯運算子提供兩個數值的比較運算，這類運算子完成運算元的比較運算之後，便傳回一個代表運算結果的布林值，相關的運算子列舉如下表：

運算子	關聯邏輯	運算子	關聯邏輯
==	等於	!=	不等於
>	大於	>=	大於等於
<	小於	<=	小於等於

表列的運算子原理均相同，當運算結果成立時，回傳一個 true 的布林值，反之則回傳　false 的布林值。

以下的運算式比較常數值 4 與 5 的大小，並且將比較結果 false 回傳儲存於布林型別變數 b 。

bool b ;
b = 4>5 ;

如同其他運算子，關聯運算也可以比較兩個變數值的大小關係，就如同一般的數學比較運算，而除了基本型別，其中的不等於運算子 != 以及等於運算子 = = 這兩個運算子亦經常被使用在物件型別資料的比較上面，以了解這兩種型別是否相等，以下的程式片段示範兩個字串物件的比較操作。

String strFirst = "one"  ;
String strSecond = "One"  ;
String strThird = "one"  ;
System.out.println(strFirst == strSecond) ;
System.out.println(strFirst == strThird) ;

第一個字串 strFirst 與第二個字串 strSecond 的字母大小寫相異，因此比較結果為false ，第一個字串 strFirst 與第三個字串 strThird 的內容完全相同，因此比較結果為true 。

以上用於比較的字串是一種物件型別，而無論 C# 內建類別所產生的物件型別或是自訂型別，同樣也可以比照此方式進行物件的相等比較。

通常在運算式中，你可以宣告一個布林型別的變數，儲存關聯運算子回傳的結果，藉以判斷是否繼續執行某些動作，當你使用這些運算子的時候，要特別注意 == 運算子比較左右兩邊的運算元是否相等，相等則回傳一個 true 布林值，否則回傳 false ，此與設值運算子 = 將右邊運算元的值指定給左邊運算元的運算並不相同，必須小心避免混用。

邏輯布林運算子與short-circuit運算

邏輯運算子針對兩個布林值作運算，而回傳的結果亦是一個布林值，例如底下的程式碼：

X && Y
X & Y

X與Y均是布林值，其回傳的運算結果亦是布林值，細節我們稍後再談，此類型的運算子有兩組，一般邏輯運算以及short-circuit運算：

分類	說明
一般邏輯運算	等於
short-circuit運算	包含 & 以及 \| 的 short-circuit 版本， && 與 \|\| ，兩者的邏輯運算原理相同，但是 && 與 \|\| 的效率比一般的邏輯運算子佳。

我們先來看看一般邏輯運算子，列舉說明如下：

AND（&）：邏輯AND運算，只有當左右兩個運算元同時均為 true 的時候，才會回傳true 的結果，否則運算結果一律為 false 。
OR（|）：邏輯 OR 運算，只有當兩個運算元的值均為 false，結果才會傳回false，否則結果一律為true。
XOR（^）：邏輯 XOR 運算，這種邏輯運算只要兩個運算元中出現一個 true 值，一個為 false ，便回傳 true的結果，反之若同時為 true 或同時為 false ，則回傳值為 false 。
NOT（!）：邏輯 NOT 運算，如果運算元為 true 則將其值反轉為 false 作輸出，反之亦然。

為了方便理解，我們將其運算邏輯整理如下表，其中 X 以及 Y 分別為左右運算元。

X	Y	X & X	X \|Y	X ^Y	!Y
false	false	false	false	false	true
true	false	false	true	true	true
false	true	false	true	true	false
true	true	true	true	false	false

以下示範布林值以及布林運算式，使用於邏輯運算所產生的結果。

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        bool x = true;
        bool y = false;
        Console.WriteLine("x =" + x);
        Console.WriteLine("y =" + y);

        bool xory = x | y;
        Console.WriteLine("x | y：" + xory);
        bool xandy = x & y;
        Console.WriteLine("x & y：" + xandy);

        bool xoy = (x & y) | (x | y);
        Console.WriteLine("(x & y) | (x | y) ：" + xoy);
        bool xny = (x & y) & (x | y);
        Console.WriteLine("(x & y) & (x | y) ：" + xny);

        Console.ReadLine();     
    }
}

分別定義 true 以及 false 的 bool 變數 - x 與 y，然後針對這兩個變數進行邏輯運算。

邏輯運算的運算元除了單純的 true 或是 false ，也可以是一段運算式經過運算之後的運算結果，緊接著分別將上述的單一運算式結果，再進行一次運算，原理與單純的布林值運算相同，以下是輸出結果：

x =True
y =False
x | y：True
x & y：False
(x & y) | (x | y) ：True
(x & y) & (x | y) ：False

邏輯布林運算子當中， & 以及 | 包含了另外一個稱之為 short-circuit 的版本， && 與|| ，這兩者的運算邏輯均相同，主要的差異在於 short-circuit 於左邊的運算元為 false 的時候，便不再繼續往右邊的運算元作運算，直接回傳 false 的結果，例如底下的運算式：

X && Y

如果 X 是 false ，則整個邏輯運算便馬上結束， Y 的部份被直接忽略掉。同樣的，對於 || 而言，若是左邊的運算元 X 為 true ，右邊的 Y 將不會被進一步作驗証，直接回傳 true 的結果。
由於 short-circuit 運算只有在第一個運算元通過運算規則之後，才會進行第二個運算元的運算，因此相較於一般邏輯運算而言，此種運算可以獲得較佳的效率。

關聯與邏輯運算

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