C#運(yùn)算符重載是什么意思

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)C#運(yùn)算符重載是什么意思，小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

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重載是面向?qū)ο笾械囊粋€重要概念，它是對象多態(tài)性的一種不完全體現(xiàn)，人們通常所說的重載，往往指的是函數(shù)的重載。本文向讀者介紹一種新的重載模型——運(yùn)算符重載。

為什么需要C#運(yùn)算符重載

函數(shù)的重載為一個對象上的相同行為提供不同的參數(shù)方式，這樣，開發(fā)人員便可以使用這些不同的參數(shù)實現(xiàn)類似的功能。一組函數(shù)重載決策一般實現(xiàn)的功能是相同的，例如對 Object 對象上的 ToString() 方法就有幾個重載版本，雖然它們接受的參數(shù)不同，但卻都表達(dá)同一個行為的最終結(jié)果。參數(shù)的不同導(dǎo)致函數(shù)重載版本的簽名不同，這樣編譯器很容易知道需要調(diào)用那一個重載版本。這種技術(shù)給開發(fā)人員帶來了方便。

現(xiàn)在我們試圖對重載的定義進(jìn)行推廣。先讓我們看看最簡單的例子，我們通常需要像這樣聲明并初始化一個值類型的變量：

int digit = 5;  string sayHello = "Hello, World";

這里的“=”運(yùn)算符，就是將右邊的值傳遞給左邊變量的賦值運(yùn)算符。這里，5 的類型為 int，“Hello, World”的類型為 string，這與左邊被賦值的變量類型完全一致。

但對于上述的解釋，我們還可以這樣認(rèn)為：5 的類型為 uint 或 byte，"Hello, World"的類型為 char[]，那么如此一來，賦值運(yùn)算左邊和右邊的類型就不在等同，那么編譯器如何處理呢？有人會說，這就是“隱式類型轉(zhuǎn)換”，這個答案確實很好，但隱式類型轉(zhuǎn)換的規(guī)則已經(jīng)被編譯器確定，如果賦值運(yùn)算的兩端不遵循隱式類型轉(zhuǎn)換規(guī)則，則需要顯式類型轉(zhuǎn)換，例如：

char c = '2';  string s = (string)c;  int i = (int)c;

這些顯式類型轉(zhuǎn)換并不適用于任何場合，也許人們希望在其自定義的類中也能用賦值、加減乘除等語法操作它們。

對象和對象之間是可能存在這種特殊的運(yùn)算關(guān)系的，一個典型的例子就是“復(fù)數(shù)”對象。復(fù)數(shù)是一個值類型對象，它包含兩個 double 類型的域，兩個復(fù)數(shù)對象可以被加、減、乘、除和相等性判斷，但無法比較大小。我們試想可以如此操作復(fù)數(shù)類：

Complex c1, c2;  c1 = new Complex(3, 4);  c2 = "4+5i";  var c3 = c1 * c2 / -c1 + c2;  if (c1 == c2) c3 = c1; else c3 = c2;

我們可以從這些代碼可以預(yù)見C#運(yùn)算符重載所需要實現(xiàn)的功能：

1、支持隱式類型轉(zhuǎn)換和顯式類型轉(zhuǎn)換的重載決策。

2、支持基本二元運(yùn)算符，如加、減、乘、除等。

3、支持基本一元運(yùn)算符，如取負(fù)、取反、自增、自減等。

4、支持基本關(guān)系運(yùn)算符，如大于、小于、等于和不等于等。

5、實現(xiàn)更加復(fù)雜的運(yùn)算符，如三元運(yùn)算、[]、()、位運(yùn)算等。

事實上，運(yùn)算符重載的提出就是為了解決這些問題。在 CLR 框架下的各種 CLR 語言，均不同程度的支持運(yùn)算符重載。Visual Basic 在 8.0 版本上（也就是 Visual Studio 2005）也支持了運(yùn)算符重載，運(yùn)算符重載除了以上列出的優(yōu)點(diǎn)外，還具備如下特點(diǎn)。

1、使得代碼更加容易理解和閱讀。

2、可以利用現(xiàn)有運(yùn)算符的優(yōu)先級關(guān)系規(guī)則處理對象之間的運(yùn)算。

3、使得代碼更加靈活，對象可操作性更好。

4、開發(fā)人員可以舉一反三，因為他們熟悉了常規(guī)值類型上的運(yùn)算符使用，這樣可以直接將這些規(guī)則引入到自定義對象上。

下面我們通過介紹復(fù)數(shù)類的定義，來深入 C# 語言中的運(yùn)算符重載。

C# 運(yùn)算符重載決策示例

下面的例子定義一個 Complex 類，實現(xiàn)了復(fù)數(shù)加、減、乘和除的四則運(yùn)算。C# 中定義常規(guī)運(yùn)算符的語法如下：

[public | private | protected | internal | internal protected]    static <return type> | implicit | explicit operator  (  )

下面是C#運(yùn)算符重載（C# 3.0） 代碼。

    struct Complex      ...{          public double Real ...{ get; set; }          public double Imaginary ...{ get; set; }           public Complex(double real, double imaginary) : this() ...{                    this.Real = real; this.Imaginary = imaginary; }           public static Complex operator +(Complex c1, Complex c2)          ...{              return new Complex ...{ Real = c1.Real + c2.Real,                            Imaginary = c1.Imaginary + c2.Imaginary };          }           public static Complex operator -(Complex c1, Complex c2)          ...{              return new Complex ...{ Real = c1.Real - c2.Real,                         Imaginary = c1.Imaginary - c2.Imaginary };          }           public static Complex operator *(Complex c1, Complex c2)          ...{              return new Complex ...{ Real = c1.Real * c2.Real - c1.Imaginary * c2.Imaginary,                Imaginary = c1.Real * c2.Imaginary   - c1.Imaginary * c2.Real };          }           public static Complex operator /(Complex c1, Complex c2)          ...{              return new Complex ...{ Real = -c1.Real * c2.Real + c1.Imaginary * c2.Imaginary,              Imaginary = -c1.Real *   c2.Imaginary + c1.Imaginary * c2.Real };          }      }

由于C#運(yùn)算符重載定義在定義它的對象實例上生效，所以可以改寫 operator - 和 operator / 運(yùn)算，使其更加簡單。

public static Complex operator -(Complex c1, Complex c2)  ...{      return c1 + new Complex ...{ Real = c2.Real, Imaginary = c2.Imaginary };  }   public static Complex operator /(Complex c1, Complex c2)  ...{      return c1 * new Complex ...{ Real = -c2.Real, Imaginary = -c2.Imaginary };  }

這樣我們就可以很方便的使用 Complex 類：

var c1 = new Complex(3, 4), c2 = new Complex(1, 2);  var c3 = c1 * c2;  Complex c4 = c1 - c2 / c3 + c1;

為了實現(xiàn)更加簡單的賦值，我們還需要實現(xiàn)隱式類型轉(zhuǎn)換（從 string 到 Complex）。

public static implicit operator Complex(string value)  ...{      value = value.TrimEnd('i');      string[] digits = value.Split('+', '-');      return new Complex ...{ Real = Convert.ToDouble(digits[0]),      Imaginary = Convert.ToDouble(digits[1]) };  }

可以通過如下代碼對實例進(jìn)行賦值。

Complex c = "4+5i";

在編譯器生成這些運(yùn)算符重載代碼時，實際上會為每個已被重載運(yùn)算符定義一個特殊名稱的方法。如 operator +，其實等同于如下代碼：

[SpecialName]  public static Complex op_Addition(Complex c1, Complex c2)  ...{      return new Complex ...{ Real = c1.Real + c2.Real,                Imaginary = c1.Imaginary + c2.Imaginary };  }

C# 運(yùn)算符重載一覽表

您可以在 C# 中對于以下運(yùn)算符進(jìn)行重載決策。

◆+, -, !, ~, ++, --, true, false

這些一元運(yùn)算符可被重載。

◆+, -, *, /, %, &, |, ^, <<, >>

這些二元運(yùn)算符可被重載。

◆==, !=, <, >, <=, >=

這些關(guān)系運(yùn)算符可被重載。

◆&&, ||

這些條件運(yùn)算符不能被重載，但它們的值被 & 和 | 評估，而這兩個運(yùn)算符可以重載。

◆[]

數(shù)組運(yùn)算符不能被重載，但您可以定義索引器。

◆()

轉(zhuǎn)換運(yùn)算符不能被重載，但您可以定義隱式類型轉(zhuǎn)換和顯式類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符。

◆+=, -=, *=, /=, %=, &=, |=, ^=, <<=, >>=

這些賦值運(yùn)算符不能被重載，但他們的值，如 +=，會被 + 評估，而 + 可以被重載。

◆=, ., ?:, ->, new, is, sizeof, typeof

這些運(yùn)算符不能被重載。

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當(dāng)前名稱：C#運(yùn)算符重載是什么意思
文章轉(zhuǎn)載：http://muchs.cn/article24/ipjgce.html

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