瞭解下C# 運算子過載

大雄45發表於2023-01-11
C#
導讀 過載運算子是具有特殊名稱的函式，是透過關鍵字 operator 後跟運算子的符號來定義的。

瞭解下C# 運算子過載瞭解下C# 運算子過載

您可以重定義或過載 C# 中內建的運算子。因此，程式設計師也可以使用使用者自定義型別的運算子。過載運算子是具有特殊名稱的函式，是透過關鍵字 operator 後跟運算子的符號來定義的。與其他函式一樣，過載運算子有返回型別和引數列表。

例如，請看下面的函式：

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;
}

上面的函式為使用者自定義的類 Box 實現了加法運算子（+）。它把兩個 Box 物件的屬性相加，並返回相加後的 Box 物件。

運算子過載的實現

下面的程式演示了完整的實現：

例項

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;
      }
      // 過載 + 運算子來把兩個 Box 物件相加
      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();         // 宣告 Box1，型別為 Box
         Box Box2 = new Box();         // 宣告 Box2，型別為 Box
         Box Box3 = new Box();         // 宣告 Box3，型別為 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);
         // 把兩個物件相加
         Box3 = Box1 + Box2;
         // Box3 的體積
         volume = Box3.getVolume();
         Console.WriteLine("Box3 的體積： {0}", volume);
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Box1 的體積： 210
Box2 的體積： 1560
Box3 的體積： 5400
可過載和不可過載運算子

下表描述了 C# 中運算子過載的能力：

運算子 描述
+, -, !, ~, ++, -- 這些一元運算子只有一個運算元，且可以被過載。
+, -, *, /, % 這些二元運算子帶有兩個運算元，且可以被過載。
==, !=, <, >, <=, >= 這些比較運算子可以被過載。
&&, || 這些條件邏輯運算子不能被直接過載。
+=, -=, *=, /=, %= 這些賦值運算子不能被過載。
=, ., ?:, ->, new, is, sizeof, typeof 這些運算子不能被過載。
例項

針對上述討論，讓我們擴充套件上面的例項，過載更多的運算子：

例項

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;
      }
      // 過載 + 運算子來把兩個 Box 物件相加
      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();          // 宣告 Box1，型別為 Box
        Box Box2 = new Box();          // 宣告 Box2，型別為 Box
        Box Box3 = new Box();          // 宣告 Box3，型別為 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);
       // 使用過載的 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);
        // 把兩個物件相加
        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();
      }
    }
}

當上面的程式碼被編譯和執行時，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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