ブール論理演算子 - AND、OR、NOT、XOR

[アーティクル]
04/07/2023

次の論理ブール演算子は、bool オペランドを使って論理演算を実行します。この演算子には、単項論理否定 (!)、2 項論理 AND (&)、OR (|)、排他的 OR (^)、2 項条件付き論理 AND (&&)、OR (||) が含まれます。

単項 ! (論理否定) 演算子。
二項 & (論理 AND)、| (論理 OR)、および ^ (論理排他的 OR) 演算子。これらの演算子は常に両方のオペランドを評価します。
二項 && (条件付き論理 AND) および || (条件付き論理 OR) 演算子。これらの演算子では、必要な場合にのみ右側のオペランドが評価されます。

整数の数値型のオペランドの場合、&、|、^ 演算子でビットごとの論理演算を実行します。詳しくは、「ビットごとの演算子とシフト演算子」をご覧ください。

論理否定演算子 !

単項の接頭辞 ! 演算子では、そのオペランドの論理否定が計算されます。つまり、オペランドが false と評価された場合は true、オペランドが true と評価された場合は false が生成されます。

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

単項後置の ! 演算子は null 免除演算子です。

論理 AND 演算子 &

& 演算子がそのオペランドの論理 AND を計算します。 x と y の両方が true と評価されれば、x & y の結果は true です。それ以外の場合、結果は false です。

& 演算子は常に両方のオペランドを評価します。左側オペランドが false に評価されると、演算結果は右側オペランドの値に関係なく false になります。しかし、その場合でも、右側オペランドは評価されます。

次の例では、& 演算子の右側のオペランドはメソッド呼び出しで、左側のオペランドの値に関係なく実行されます。

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

条件付き論理 AND 演算子 && もそのオペランドの論理 AND を計算しますが、左側のオペランドが false と評価された場合、右側のオペランドは評価されません。

整数の数値型のオペランドの場合、& 演算子でそのオペランドのビットごとの論理 AND を計算します。単項 & 演算子はアドレス演算子です。

論理排他的 OR 演算子: ^

^ 演算子は、そのオペランドの論理排他的 OR (論理 XOR とも呼ばれます) を計算します。 x が true に評価され、y が false に評価された場合、または x が false に評価され、y が true に評価された場合、x ^ y の結果は true です。それ以外の場合、結果は false です。つまり、bool オペランドの場合、^ 演算子は非等値演算子 != と同じ結果を計算します。

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

整数の数値型のオペランドの場合、^ 演算子でそのオペランドのビットごとの論理排他的 OR を計算します。

論理 OR 演算子 |

| 演算子がそのオペランドの論理 OR を計算します。 x または y のどちらかが true と評価された場合、x | y の結果は true になります。それ以外の場合、結果は false です。

| 演算子は常に両方のオペランドを評価します。左側オペランドが true に評価されると、演算結果は右側オペランドの値に関係なく true になります。しかし、その場合でも、右側オペランドは評価されます。

次の例では、| 演算子の右側のオペランドはメソッド呼び出しで、左側のオペランドの値に関係なく実行されます。

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

条件付き論理 OR 演算子 || もそのオペランドの論理 OR を計算しますが、左側のオペランドが true と評価された場合、右側のオペランドは評価されません。

整数の数値型のオペランドの場合、| 演算子でそのオペランドのビットごとの論理 OR を計算します。

条件付き論理 AND 演算子 &&

条件論理 AND 演算子 && は、"短絡" 論理 AND 演算子とも呼ばれ、そのオペランドの論理 AND を計算します。 x と y の両方が true と評価されれば、x && y の結果は true です。それ以外の場合、結果は false です。 x が false に評価される場合、y は評価されません。

次の例では、&& 演算子の右側のオペランドはメソッド呼び出しで、左側のオペランドが false と評価されると実行されません。

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

論理 AND 演算子 & もそのオペランドの論理 AND を計算しますが、常に両方のオペランドを評価します。

条件付き論理 OR 演算子 ||

条件論理 OR 演算子 || は、"短絡" 論理 OR 演算子とも呼ばれ、そのオペランドの論理 OR を計算します。 x または y のどちらかが true と評価された場合、x || y の結果は true になります。それ以外の場合、結果は false です。 x が true に評価される場合、y は評価されません。

次の例では、|| 演算子の右側のオペランドはメソッド呼び出しで、左側のオペランドが true と評価されると実行されません。

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

論理 OR 演算子 | もそのオペランドの論理 OR を計算しますが、常に両方のオペランドを評価します。

null 許容ブール論理演算子

bool? オペランドの場合、& (論理 AND) 演算子および | (論理 OR) 演算子は、次のように 3 値論理をサポートします。

& 演算子は、その両方のオペランドが true に評価される場合にのみ true を生成します。 x または y のいずれかが false に評価される場合、(もう一方のオペランドが null に評価された場合でも) x & y は false を生成します。それ以外の場合、x & y の結果は null になります。
| 演算子は、その両方のオペランドが false に評価される場合にのみ false を生成します。 x または y のいずれかが true に評価される場合、(もう一方のオペランドが null に評価された場合でも) x | y は true を生成します。それ以外の場合、x | y の結果は null になります。

そのセマンティクスを次の表に示します。

x	y	x&y	x\|y
true	true	true	true
true	false	false	true
true	null	null	true
false	true	false	true
false	偽	偽	偽
False	null	False	null
null	true	null	true
null	false	False	null
null	null	null	null

これらの演算子の動作は、null 許容値型の一般的な演算子の動作とは異なります。通常、値型のオペランドに定義されている演算子も、対応する null 値型のオペランドと共に使用できます。このような演算子では、そのオペランドのいずれかが null として評価される場合に null を生成します。しかし、& および | 演算子は、オペランドの 1 つが null として評価される場合でも、null 以外の値を生成する可能性があります。 null 許容値型の演算子の動作については、null 許容値型に関する記事の「リフト演算子」セクションを参照してください。

次の例に示すように、! 演算子と ^ 演算子を bool? オペランドと共に使用することもできます。

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());

条件付き論理演算子 && と || では、bool? オペランドをサポートしません。

複合代入。

2 項演算子 op の場合、フォームの複合代入式

x op= y

上記の式は、次の式と同じです。

x = x op y

ただし、x が評価されるのは 1 回だけです。

次の例に示すように、&、|、および ^ 演算子は複合代入をサポートします。

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

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

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

注意

条件付き論理演算子 && と || は複合代入をサポートしません。

演算子の優先順位

次の論理演算子の一覧は、優先度が高い順に並べられています。

論理否定演算子 !
論理 AND 演算子 &
論理排他的 OR 演算子 ^
論理 OR 演算子 |
条件付き論理 AND 演算子 &&
条件付き論理 OR 演算子 ||

演算子の優先順位によって定められた評価の順序を変更するには、かっこ () を使用します。

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

優先度順に並べられた C# 演算子の完全な一覧については、C# 演算子に関する記事の「演算子の優先順位」セクションを参照してください。

演算子のオーバーロード可/不可

ユーザー定義型は、!、&、|、および ^ 演算子をオーバーロードできます。 2 項演算子をオーバーロードすると、対応する複合代入演算子も暗黙的にオーバーロードされます。ユーザー定義型では、複合代入演算子を明示的にオーバーロードすることはできません。

ユーザー定義型は条件付き論理演算子 && と || をオーバーロードできません。ただし、ユーザー定義型が true および false 演算子と & または | 演算子を特定の方法でオーバーロードしている場合は、その型のオペランドに対してそれぞれ && または || 演算の評価が可能になります。詳細については、「C# 言語仕様」のユーザー定義型条件論理演算子に関するセクションを参照してください。

C# 言語仕様

詳細については、「C# 言語仕様」の次のセクションを参照してください。

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