C# 中的运算符重载
在 C# 中，运算符重载允许程序员为用户定义的类型提供运算符的自定义实现。这意味着可以根据操作数的类型，定义运算符的行为。例如，可以重载加法运算符 +，以便在两个自定义类型的对象之间进行加法运算。
代码示例
以下是一个简单的示例，展示了如何为表示有理数的结构重载算术运算符：
public readonly struct Fraction
{
private readonly int num;
private readonly int den;
public Fraction(int numerator, int denominator)
{
if (denominator == 0)
{
throw new ArgumentException("Denominator cannot be zero.", nameof(denominator));
}
num = numerator;
den = denominator;
}
public static Fraction operator +(Fraction a) => a;
public static Fraction operator -(Fraction a) => new Fraction(-a.num, a.den);
public static Fraction operator +(Fraction a, Fraction b)
=> new Fraction(a.num * b.den + b.num * a.den, a.den * b.den);
public static Fraction operator -(Fraction a, Fraction b)
=> a + (-b);
public static Fraction operator *(Fraction a, Fraction b)
=> new Fraction(a.num * b.num, a.den * b.den);
public static Fraction operator /(Fraction a, Fraction b)
{
if (b.num == 0)
{
throw new DivideByZeroException();
}
return new Fraction(a.num * b.den, a.den * b.num);
}
public override string ToString() => $"{num} / {den}";
}
public static class OperatorOverloading
{
public static void Main()
{
var a = new Fraction(5, 4);
var b = new Fraction(1, 2);
Console.WriteLine(-a); // 输出: -5 / 4
Console.WriteLine(a + b); // 输出: 14 / 8
Console.WriteLine(a - b); // 输出: 6 / 8
Console.WriteLine(a * b); // 输出: 5 / 8
Console.WriteLine(a / b); // 输出: 10 / 4
}
}
重载规则
要重载运算符，需要遵循一些规则：
-
使用 operator 关键字声明运算符。
-
运算符声明必须同时包含 public 和 static 修饰符。
-
一元运算符有一个输入参数，二元运算符有两个输入参数。至少有一个参数必须是包含运算符声明的类型。
可重载和不可重载的运算符
C# 允许重载多种运算符，例如一元运算符、算术运算符、相等运算符和比较运算符。但也有一些运算符是不可重载的，例如 &&、||、[]、()、. 和 ?:。
重载的作用
运算符重载的主要作用是提供更自然的语法和操作符语义，以适应用户定义的数据类型。它可以提高代码的可读性和可维护性。
注意事项
在使用运算符重载时，需要注意以下几点：
-
不能仅通过返回类型来区分重载的运算符。
-
重载的运算符必须至少在参数类型、参数个数或参数顺序上有所不同。
-
重载运算符不会改变运算符的优先级。
-
应谨慎使用运算符重载，以避免混淆和误用。
通过这些规则和示例，可以看出 C# 中的运算符重载是一种强大的特性，它允许开发者为自定义类型提供直观的操作符行为。
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