C# 运算符重载
您可以重定义或重载 C# 中内置的运算符。因此,程序员也可以使用用户自定义类型的运算符。重载运算符是具有特殊名称的函数,是通过关键字 operator 后跟运算符的符号来定义的。与其他函数一样,重载运算符有返回类型和参数列表。
例如,请看下面的函数:
public static Box operator+ (Box b, Box c)
{
Box box = new Box();
box.length = b.length + c.length;
box.breadth = b.breadth + c.breadth;
box.height = b.height + c.height;
return box;
}
{
Box box = new Box();
box.length = b.length + c.length;
box.breadth = b.breadth + c.breadth;
box.height = b.height + c.height;
return box;
}
上面的函数为用户自定义的类 Box 实现了加法运算符(+)。它把两个 Box 对象的属性相加,并返回相加后的 Box 对象。
运算符重载的实现
下面的程序演示了完整的实现:
实例
using System;
namespace OperatorOvlApplication
{
class Box
{
private double length; // 长度
private double breadth; // 宽度
private double height; // 高度
public double getVolume()
{
return length * breadth * height;
}
public void setLength( double len )
{
length = len;
}
public void setBreadth( double bre )
{
breadth = bre;
}
public void setHeight( double hei )
{
height = hei;
}
// 重载 + 运算符来把两个 Box 对象相加
public static Box operator+ (Box b, Box c)
{
Box box = new Box();
box.length = b.length + c.length;
box.breadth = b.breadth + c.breadth;
box.height = b.height + c.height;
return box;
}
}
class Tester
{
static void Main(string[] args)
{
Box Box1 = new Box(); // 声明 Box1,类型为 Box
Box Box2 = new Box(); // 声明 Box2,类型为 Box
Box Box3 = new Box(); // 声明 Box3,类型为 Box
double volume = 0.0; // 体积
// Box1 详述
Box1.setLength(6.0);
Box1.setBreadth(7.0);
Box1.setHeight(5.0);
// Box2 详述
Box2.setLength(12.0);
Box2.setBreadth(13.0);
Box2.setHeight(10.0);
// Box1 的体积
volume = Box1.getVolume();
Console.WriteLine("Box1 的体积: {0}", volume);
// Box2 的体积
volume = Box2.getVolume();
Console.WriteLine("Box2 的体积: {0}", volume);
// 把两个对象相加
Box3 = Box1 + Box2;
// Box3 的体积
volume = Box3.getVolume();
Console.WriteLine("Box3 的体积: {0}", volume);
Console.ReadKey();
}
}
}
namespace OperatorOvlApplication
{
class Box
{
private double length; // 长度
private double breadth; // 宽度
private double height; // 高度
public double getVolume()
{
return length * breadth * height;
}
public void setLength( double len )
{
length = len;
}
public void setBreadth( double bre )
{
breadth = bre;
}
public void setHeight( double hei )
{
height = hei;
}
// 重载 + 运算符来把两个 Box 对象相加
public static Box operator+ (Box b, Box c)
{
Box box = new Box();
box.length = b.length + c.length;
box.breadth = b.breadth + c.breadth;
box.height = b.height + c.height;
return box;
}
}
class Tester
{
static void Main(string[] args)
{
Box Box1 = new Box(); // 声明 Box1,类型为 Box
Box Box2 = new Box(); // 声明 Box2,类型为 Box
Box Box3 = new Box(); // 声明 Box3,类型为 Box
double volume = 0.0; // 体积
// Box1 详述
Box1.setLength(6.0);
Box1.setBreadth(7.0);
Box1.setHeight(5.0);
// Box2 详述
Box2.setLength(12.0);
Box2.setBreadth(13.0);
Box2.setHeight(10.0);
// Box1 的体积
volume = Box1.getVolume();
Console.WriteLine("Box1 的体积: {0}", volume);
// Box2 的体积
volume = Box2.getVolume();
Console.WriteLine("Box2 的体积: {0}", volume);
// 把两个对象相加
Box3 = Box1 + Box2;
// Box3 的体积
volume = Box3.getVolume();
Console.WriteLine("Box3 的体积: {0}", volume);
Console.ReadKey();
}
}
}
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Box1 的体积: 210 Box2 的体积: 1560 Box3 的体积: 5400
可重载和不可重载运算符
下表描述了 C# 中运算符重载的能力:
运算符 | 描述 |
---|---|
+, -, !, ~, ++, -- | 这些一元运算符只有一个操作数,且可以被重载。 |
+, -, *, /, % | 这些二元运算符带有两个操作数,且可以被重载。 |
==, !=, <, >, <=, >= | 这些比较运算符可以被重载。 |
&&, || | 这些条件逻辑运算符不能被直接重载。 |
+=, -=, *=, /=, %= | 这些赋值运算符不能被重载。 |
=, ., ?:, ->, new, is, sizeof, typeof | 这些运算符不能被重载。 |
实例
针对上述讨论,让我们扩展上面的实例,重载更多的运算符:
实例
using System;
namespace OperatorOvlApplication
{
class Box
{
private double length; // 长度
private double breadth; // 宽度
private double height; // 高度
public double getVolume()
{
return length * breadth * height;
}
public void setLength( double len )
{
length = len;
}
public void setBreadth( double bre )
{
breadth = bre;
}
public void setHeight( double hei )
{
height = hei;
}
// 重载 + 运算符来把两个 Box 对象相加
public static Box operator+ (Box b, Box c)
{
Box box = new Box();
box.length = b.length + c.length;
box.breadth = b.breadth + c.breadth;
box.height = b.height + c.height;
return box;
}
public static bool operator == (Box lhs, Box rhs)
{
bool status = false;
if (lhs.length == rhs.length && lhs.height == rhs.height
&& lhs.breadth == rhs.breadth)
{
status = true;
}
return status;
}
public static bool operator !=(Box lhs, Box rhs)
{
bool status = false;
if (lhs.length != rhs.length || lhs.height != rhs.height
|| lhs.breadth != rhs.breadth)
{
status = true;
}
return status;
}
public static bool operator <(Box lhs, Box rhs)
{
bool status = false;
if (lhs.length < rhs.length && lhs.height
< rhs.height && lhs.breadth < rhs.breadth)
{
status = true;
}
return status;
}
public static bool operator >(Box lhs, Box rhs)
{
bool status = false;
if (lhs.length > rhs.length && lhs.height
> rhs.height && lhs.breadth > rhs.breadth)
{
status = true;
}
return status;
}
public static bool operator <=(Box lhs, Box rhs)
{
bool status = false;
if (lhs.length <= rhs.length && lhs.height
<= rhs.height && lhs.breadth <= rhs.breadth)
{
status = true;
}
return status;
}
public static bool operator >=(Box lhs, Box rhs)
{
bool status = false;
if (lhs.length >= rhs.length && lhs.height
>= rhs.height && lhs.breadth >= rhs.breadth)
{
status = true;
}
return status;
}
public override string ToString()
{
return String.Format("({0}, {1}, {2})", length, breadth, height);
}
}
class Tester
{
static void Main(string[] args)
{
Box Box1 = new Box(); // 声明 Box1,类型为 Box
Box Box2 = new Box(); // 声明 Box2,类型为 Box
Box Box3 = new Box(); // 声明 Box3,类型为 Box
Box Box4 = new Box();
double volume = 0.0; // 体积
// Box1 详述
Box1.setLength(6.0);
Box1.setBreadth(7.0);
Box1.setHeight(5.0);
// Box2 详述
Box2.setLength(12.0);
Box2.setBreadth(13.0);
Box2.setHeight(10.0);
// 使用重载的 ToString() 显示两个盒子
Console.WriteLine("Box1: {0}", Box1.ToString());
Console.WriteLine("Box2: {0}", Box2.ToString());
// Box1 的体积
volume = Box1.getVolume();
Console.WriteLine("Box1 的体积: {0}", volume);
// Box2 的体积
volume = Box2.getVolume();
Console.WriteLine("Box2 的体积: {0}", volume);
// 把两个对象相加
Box3 = Box1 + Box2;
Console.WriteLine("Box3: {0}", Box3.ToString());
// Box3 的体积
volume = Box3.getVolume();
Console.WriteLine("Box3 的体积: {0}", volume);
//comparing the boxes
if (Box1 > Box2)
Console.WriteLine("Box1 大于 Box2");
else
Console.WriteLine("Box1 不大于 Box2");
if (Box1 < Box2)
Console.WriteLine("Box1 小于 Box2");
else
Console.WriteLine("Box1 不小于 Box2");
if (Box1 >= Box2)
Console.WriteLine("Box1 大于等于 Box2");
else
Console.WriteLine("Box1 不大于等于 Box2");
if (Box1 <= Box2)
Console.WriteLine("Box1 小于等于 Box2");
else
Console.WriteLine("Box1 不小于等于 Box2");
if (Box1 != Box2)
Console.WriteLine("Box1 不等于 Box2");
else
Console.WriteLine("Box1 等于 Box2");
Box4 = Box3;
if (Box3 == Box4)
Console.WriteLine("Box3 等于 Box4");
else
Console.WriteLine("Box3 不等于 Box4");
Console.ReadKey();
}
}
}
namespace OperatorOvlApplication
{
class Box
{
private double length; // 长度
private double breadth; // 宽度
private double height; // 高度
public double getVolume()
{
return length * breadth * height;
}
public void setLength( double len )
{
length = len;
}
public void setBreadth( double bre )
{
breadth = bre;
}
public void setHeight( double hei )
{
height = hei;
}
// 重载 + 运算符来把两个 Box 对象相加
public static Box operator+ (Box b, Box c)
{
Box box = new Box();
box.length = b.length + c.length;
box.breadth = b.breadth + c.breadth;
box.height = b.height + c.height;
return box;
}
public static bool operator == (Box lhs, Box rhs)
{
bool status = false;
if (lhs.length == rhs.length && lhs.height == rhs.height
&& lhs.breadth == rhs.breadth)
{
status = true;
}
return status;
}
public static bool operator !=(Box lhs, Box rhs)
{
bool status = false;
if (lhs.length != rhs.length || lhs.height != rhs.height
|| lhs.breadth != rhs.breadth)
{
status = true;
}
return status;
}
public static bool operator <(Box lhs, Box rhs)
{
bool status = false;
if (lhs.length < rhs.length && lhs.height
< rhs.height && lhs.breadth < rhs.breadth)
{
status = true;
}
return status;
}
public static bool operator >(Box lhs, Box rhs)
{
bool status = false;
if (lhs.length > rhs.length && lhs.height
> rhs.height && lhs.breadth > rhs.breadth)
{
status = true;
}
return status;
}
public static bool operator <=(Box lhs, Box rhs)
{
bool status = false;
if (lhs.length <= rhs.length && lhs.height
<= rhs.height && lhs.breadth <= rhs.breadth)
{
status = true;
}
return status;
}
public static bool operator >=(Box lhs, Box rhs)
{
bool status = false;
if (lhs.length >= rhs.length && lhs.height
>= rhs.height && lhs.breadth >= rhs.breadth)
{
status = true;
}
return status;
}
public override string ToString()
{
return String.Format("({0}, {1}, {2})", length, breadth, height);
}
}
class Tester
{
static void Main(string[] args)
{
Box Box1 = new Box(); // 声明 Box1,类型为 Box
Box Box2 = new Box(); // 声明 Box2,类型为 Box
Box Box3 = new Box(); // 声明 Box3,类型为 Box
Box Box4 = new Box();
double volume = 0.0; // 体积
// Box1 详述
Box1.setLength(6.0);
Box1.setBreadth(7.0);
Box1.setHeight(5.0);
// Box2 详述
Box2.setLength(12.0);
Box2.setBreadth(13.0);
Box2.setHeight(10.0);
// 使用重载的 ToString() 显示两个盒子
Console.WriteLine("Box1: {0}", Box1.ToString());
Console.WriteLine("Box2: {0}", Box2.ToString());
// Box1 的体积
volume = Box1.getVolume();
Console.WriteLine("Box1 的体积: {0}", volume);
// Box2 的体积
volume = Box2.getVolume();
Console.WriteLine("Box2 的体积: {0}", volume);
// 把两个对象相加
Box3 = Box1 + Box2;
Console.WriteLine("Box3: {0}", Box3.ToString());
// Box3 的体积
volume = Box3.getVolume();
Console.WriteLine("Box3 的体积: {0}", volume);
//comparing the boxes
if (Box1 > Box2)
Console.WriteLine("Box1 大于 Box2");
else
Console.WriteLine("Box1 不大于 Box2");
if (Box1 < Box2)
Console.WriteLine("Box1 小于 Box2");
else
Console.WriteLine("Box1 不小于 Box2");
if (Box1 >= Box2)
Console.WriteLine("Box1 大于等于 Box2");
else
Console.WriteLine("Box1 不大于等于 Box2");
if (Box1 <= Box2)
Console.WriteLine("Box1 小于等于 Box2");
else
Console.WriteLine("Box1 不小于等于 Box2");
if (Box1 != Box2)
Console.WriteLine("Box1 不等于 Box2");
else
Console.WriteLine("Box1 等于 Box2");
Box4 = Box3;
if (Box3 == Box4)
Console.WriteLine("Box3 等于 Box4");
else
Console.WriteLine("Box3 不等于 Box4");
Console.ReadKey();
}
}
}
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Box1: (6, 7, 5) Box2: (12, 13, 10) Box1 的体积: 210 Box2 的体积: 1560 Box3: (18, 20, 15) Box3 的体积: 5400 Box1 不大于 Box2 Box1 小于 Box2 Box1 不大于等于 Box2 Box1 小于等于 Box2 Box1 不等于 Box2 Box3 等于 Box4
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operator 关键字用于在类或结构声明中声明运算符。运算符声明可以采用下列四种形式之一:
参数:
注意:
前两种形式声明了用户定义的重载内置运算符的运算符。并非所有内置运算符都可以被重载(请参见可重载的运算符)。op-type 和 op-type2 中至少有一个必须是封闭类型(即运算符所属的类型,或理解为自定义的类型)。例如,这将防止重定义整数加法运算符。
后两种形式声明了转换运算符。conv-type-in 和 conv-type-out 中正好有一个必须是封闭类型(即,转换运算符只能从它的封闭类型转换为其他某个类型,或从其他某个类型转换为它的封闭类型)。
运算符只能采用值参数,不能采用 ref 或 out 参数。
C# 要求成对重载比较运算符。如果重载了==,则也必须重载!=,否则产生编译错误。同时,比较运算符必须返回bool类型的值,这是与其他算术运算符的根本区别。
C# 不允许重载=运算符,但如果重载例如+运算符,编译器会自动使用+运算符的重载来执行+=运算符的操作。
运算符重载的其实就是函数重载。首先通过指定的运算表达式调用对应的运算符函数,然后再将运算对象转化为运算符函数的实参,接着根据实参的类型来确定需要调用的函数的重载,这个过程是由编译器完成。
任何运算符声明的前面都可以有一个可选的属性(C# 编程指南)列表。
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