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C# 運算符重載

編輯:C#入門知識

C# 運算符重載

您可以重定義或重載 C# 中內置的運算符。因此,程序員也可以使用用戶自定義類型的運算符。重載運算符是具有特殊名稱的函數,是通過關鍵字 operator 後跟運算符的符號來定義的。與其他函數一樣,重載運算符有返回類型和參數列表。

例如,請看下面的函數:

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;
}

上面的函數為用戶自定義的類 Box 實現了加法運算符(+)。它把兩個 Box 對象的屬性相加,並返回相加後的 Box 對象。

運算符重載的實現

下面的程序演示了完整的實現:

using System;

namespace OperatorOvlApplication
{
   class Box
   {
      private double length;      // 長度
      private double breadth;     // 寬度
      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;
      }
      // 重載 + 運算符來把兩個 Box 對象相加
      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();         // 聲明 Box1,類型為 Box
         Box Box2 = new Box();         // 聲明 Box2,類型為 Box
         Box Box3 = new Box();         // 聲明 Box3,類型為 Box
         double volume = 0.0;          // 體積

         // Box1 詳述
         Box1.setLength(6.0);
         Box1.setBreadth(7.0);
         Box1.setHeight(5.0);

         // Box2 詳述
         Box2.setLength(12.0);
         Box2.setBreadth(13.0);
         Box2.setHeight(10.0);

         // Box1 的體積
         volume = Box1.getVolume();
         Console.WriteLine("Box1 的體積: {0}", volume);

         // Box2 的體積
         volume = Box2.getVolume();
         Console.WriteLine("Box2 的體積: {0}", volume);

         // 把兩個對象相加
         Box3 = Box1 + Box2;

         // Box3 的體積
         volume = Box3.getVolume();
         Console.WriteLine("Box3 的體積: {0}", volume);
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:

Box1 的體積: 210
Box2 的體積: 1560
Box3 的體積: 5400

可重載和不可重載運算符

下表描述了 C# 中運算符重載的能力:

運算符描述 +, -, !, ~, ++, --這些一元運算符只有一個操作數,且可以被重載。 +, -, *, /, %這些二元運算符帶有兩個操作數,且可以被重載。 ==, !=, <, >, <=, >=這些比較運算符可以被重載。 &&, ||這些條件邏輯運算符不能被直接重載。 +=, -=, *=, /=, %=這些賦值運算符不能被重載。 =, ., ?:, ->, new, is, sizeof, typeof這些運算符不能被重載。

實例

針對上述討論,讓我們擴展上面的實例,重載更多的運算符:

using System;

namespace OperatorOvlApplication
{
    class Box
    {
       private double length;      // 長度
       private double breadth;     // 寬度
       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;
      }
      // 重載 + 運算符來把兩個 Box 對象相加
      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();          // 聲明 Box1,類型為 Box
        Box Box2 = new Box();          // 聲明 Box2,類型為 Box
        Box Box3 = new Box();          // 聲明 Box3,類型為 Box
        Box Box4 = new Box();
        double volume = 0.0;   // 體積

        // Box1 詳述
        Box1.setLength(6.0);
        Box1.setBreadth(7.0);
        Box1.setHeight(5.0);

        // Box2 詳述
        Box2.setLength(12.0);
        Box2.setBreadth(13.0);
        Box2.setHeight(10.0);

       // 使用重載的 ToString() 顯示兩個盒子
        Console.WriteLine("Box1: {0}", Box1.ToString());
        Console.WriteLine("Box2: {0}", Box2.ToString());
        
        // Box1 的體積
        volume = Box1.getVolume();
        Console.WriteLine("Box1 的體積: {0}", volume);

        // Box2 的體積
        volume = Box2.getVolume();
        Console.WriteLine("Box2 的體積: {0}", volume);

        // 把兩個對象相加
        Box3 = Box1 + Box2;
        Console.WriteLine("Box3: {0}", Box3.ToString());
        // Box3 的體積
        volume = Box3.getVolume();
        Console.WriteLine("Box3 的體積: {0}", volume);

        //comparing the boxes
        if (Box1 > Box2)
          Console.WriteLine("Box1 大於 Box2");
        else
          Console.WriteLine("Box1 不大於 Box2");
        if (Box1 < Box2)
          Console.WriteLine("Box1 小於 Box2");
        else
          Console.WriteLine("Box1 不小於 Box2");
        if (Box1 >= Box2)
          Console.WriteLine("Box1 大於等於 Box2");
        else
          Console.WriteLine("Box1 不大於等於 Box2");
        if (Box1 <= Box2)
          Console.WriteLine("Box1 小於等於 Box2");
        else
          Console.WriteLine("Box1 不小於等於 Box2");
        if (Box1 != Box2)
          Console.WriteLine("Box1 不等於 Box2");
        else
          Console.WriteLine("Box1 等於 Box2");
        Box4 = Box3;
        if (Box3 == Box4)
          Console.WriteLine("Box3 等於 Box4");
        else
          Console.WriteLine("Box3 不等於 Box4");

        Console.ReadKey();
      }
    }
}

當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:

Box1: (6, 7, 5)
Box2: (12, 13, 10)
Box1 的體積: 210
Box2 的體積: 1560
Box3: (18, 20, 15)
Box3 的體積: 5400
Box1 不大於 Box2
Box1 小於 Box2
Box1 不大於等於 Box2
Box1 小於等於 Box2
Box1 不等於 Box2
Box3 等於 Box4
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