C# 4.0 полное руководство - 2011 - Герберт Шилдт

Действие перегружаемого оператора распространяется на класс, для которого он определяется, и никак не связано с его первоначальным применением к данным встроенных в C# типов. Но ради сохранения ясности структуры и удобочитаемости исходного кода перегружаемый оператор должен, по возможности, отражать основную суть своего первоначального назначения. Например, назначение оператора + для класса ThreeD по сути не должно заметно отличаться от его назначения для целочисленных типов данных. Если бы, например, определить оператор + относительно некоторого класса таким образом, чтобы по своему действию он стал больше похожим на оператор /, то вряд ли от этого было бы много проку. Главный принцип перегрузки операторов заключается в следующем: несмотря на то, что перегружаемый оператор может получить любое назначение, ради ясности новое его назначение должно быть так или иначе связано с его первоначальным назначением.

На перегрузку операторов накладывается ряд ограничений. В частности, нельзя изменять приоритет любого оператора или количество операндов, которое требуется для оператора, хотя в операторном методе можно и проигнорировать операнд. Кроме того, имеется ряд операторов, которые нельзя перегружать. А самое главное, что перегрузке не подлежит ни один из операторов присваивания, в том числе и составные, как, например, оператор +=. Ниже перечислены операторы, которые нельзя перегружать. Среди них имеются и такие операторы, которые будут рассматриваться далее в этой книге.

&&

0

9

? ?

[]

1 1

=

=>

->

as

checked

default

is

new

sizeof

typeof

unchecked

Несмотря на то что оператор приведения () нельзя перегружать явным образом, имеется все же возможность создать упоминавшиеся ранее операторы преобразования, выполняющие ту же самую функцию.

Ограничение, связанное с тем, что некоторые операторы, например +=, нельзя перегружать, на самом деле не является таким уж непреодолимым. Вообще говоря, если оператор определен как перегружаемый и используется в составном операторе присваивания, то обычно вызывается метод этого перегружаемого оператора. Следовательно, при обращении к оператору += в программе автоматически вызывается заранее объявленный вариант метода opera tor + (). Например, в приведенном ниже фрагменте кода метод operator+ () автоматически вызывается для класса ThreeD, а в итоге объект b будет содержать координаты 11,12,13.

ThreeD а = new ThreeD(1, 2, 3) ;

ThreeD b = new ThreeD(10, 10, 10);

b += a; // сложить координаты точек а и b

И последнее замечание: несмотря на то, что оператор индексации массива [ ] нельзя перегружать с помощью операторного метода, имеется возможность создать индексаторы, о которых речь пойдет в следующей главе.

Еще один пример перегрузки операторов

Во всех предыдущих примерах программ, представленных в этой главе, для демонстрации перегрузки операторов использовался класс ThreeD, и этой цели он служил исправно. Но прежде чем завершить эту главу, было бы уместно рассмотреть еще один пример перегрузки операторов. Общие принципы перегрузки операторов остаются неизменными независимо от применяемого класса, тем не менее, в рассматриваемом ниже примере наглядно демонстрируются сильные стороны такой перегрузки, особенно если это касается расширяемости типов.

В данном примере разрабатывается 4-разрядный целочисленный тип данных и для него определяется ряд операций. Вам, вероятно, известно, что на ранней стадии развития вычислительной техники широко применялся тип данных для обозначения 4-разрядных двоичных величин, называвшихся полубайтами, поскольку они составляли половину байта, содержали одну шестнадцатеричную цифру и были удобны для ввода кода полубайтами с пульта ЭВМ, что в те времена считалось привычным занятием для программистов! В наше время этот тип данных применяется редко, но он по-прежнему является любопытным дополнением целочисленных типов данных в С#. По традиции полубайт обозначает целое значение без знака.

В приведенном ниже примере программы тип полубайтовых данных реализуется с помощью класса Nybble. В качестве базового для него используется тип int, но с ограничением на хранение данных от 0 до 15. В классе Nybble определяются следующие операторы.

•    Сложение двух объектов типа Nybble.

•    Сложение значения типа int с объектом типа Nybble.

•    Сложение объекта типа Nybble со значением типа int.

•    Операции сравнения: больше (>) и меньше (<).

•    Операция инкремента.

•    Преобразование значения типа int в объект типа Nybble.

•    Преобразование объекта типа Nybble в значение типа int.

Перечисленных выше операций достаточно, чтобы показать, каким образом тип класса Nybble интегрируется в систему типов С#. Но для полноценной реализации этого типа данных придется определить все остальные доступные для него операции. Попробуйте сделать это сами в качестве упражнения.

Ниже полностью приводится класс Nybble, а также класс NybbleDemo, демонстрирующий его применение.

// Создать полубайтовый тип 4-разрядных данных под названием Nybble.

using System;

// тип4-разрядных данных.

class Nybble {

int val; // базовый тип для хранения данных

public Nybble()    { val =0; }

public Nybble(int i) { val = i;

val = val & OxF; // сохранить 4 младших разряда } •

// Перегрузить бинарный оператор + для сложения двух объектов типа Nybble, public static Nybble operator +(Nybble opl, Nybble op2)

{

Nybble result = new Nybble (); result.val = opl.val + op2.val;

result.val = result.val & OxF; // сохранить 4 младших разряда return result;

}

// Перегрузить бинарный оператор + для сложения

// объекта типа Nybble и значения типа int.

public static Nybble operator + (Nybble opl, int op2)

{

Nybble result = new Nybble (); result.val = opl.val + op2;

result.val = result.val & OxF; // сохранить 4 младших разряда return result;

}

// Перегрузить бинарный оператор + для сложения // значения типа int и объекта типа Nybble, public static Nybble operator +(int opl, Nybble op2)

{

Nybble result = new Nybble();

result.val = opl + op2.val;

result.val = result.val & OxF; // сохранить 4 младших разряда return result;

}

// Перегрузить оператор ++.

public static Nybble operator ++(Nybble op)

{

Nybble result = new Nybble(); result.val = op.val + 1;

result.val = result.val & OxF; // сохранить 4 младших разряда return result;

}

// Перегрузить оператор >.

public static bool operator >(Nybble opl, Nybble op2)

{

if(opl.val > op2.val) return true; else return false;

}

// Перегрузить оператор <.

public static bool operator <(Nybble opl, Nybble op2)

{

if(opl.val < op2.val) return true; else return false;

}

// Преобразовать тип Nybble в тип int. public static implicit operator int (Nybble op)

{

return op.val;

}

// Преобразовать тип int в тип Nybble, public static implicit operator Nybble (int op)

{

return new Nybble(op);

}

}

class NybbleDemo { static void Main() {

Nybble a = new Nybble(1);

Nybble b = new Nybble(10);

Nybble с = new Nybble(); int t;

Console.WriteLine("a: " + (int) a); Console.WriteLine("b: " + (int) b);

if(а < b) Console.WriteLine("а меньше Ьп");

// Сложить два объекта типа Nybble, с = а + b;

Console.WriteLine("с после операции с = а + b: " + (int) с);

// Сложить значение типа int с объектом типа Nybble, а += 5;

Console.WriteLine("а после операции а += 5: " + (int) а);

Console.WriteLine() ;

// Использовать тип Nybble в выражении типа int. t = а * 2 + 3;

Console.WriteLine("Результат вычисления выражения а * 2 + 3: " + t); Console.WriteLine();

// Продемонстрировать присваивание значения типа int и переполнение, а = 19;

Console.WriteLine("Результат присваивания а = 19: " + (int) а);

Console.WriteLine() ;

// Использовать тип Nybble для управления циклом.

Console.WriteLine("Управление циклом for " +

"с помощью объекта типа Nybble."); for(а =0; а < 10; а++)

Console.Write((int) а + " ");

Console.WriteLine();

}

}