При выполнении этой программы получается следующий результат. Координаты точки а: 1, 2, 3 Координаты точки b: 10, 10, 10 Результат сложения а + b: 11, 12, 13 Результат сложения а + b + с: 22, 24, 26 Результат вычитания с - а: 21, 22, 23 Результат вычитания с - b: 11, 12, 13
Внимательно проанализируем приведенную выше программу, начиная с перегру жаемого оператора +. Когда оператор + оперирует двумя объектами типа ThreeD, то величины их соответствующих координат складываются, как показано в объявлении операторного метода operator+(). Следует, однако, иметь в виду, что этот оператор не видоизменяет значения своих операндов, а лишь возвращает новый объект типа ThreeD, содержащий результат операции сложения координат. Для того чтобы стало понятнее, почему операция + не меняет содержимое объектов, выступающих в роли ее операндов, обратимся к примеру обычной операции арифметического сложения: 10 + 12. Результат этой операции равен 22, но она не меняет ни число 10, ни число 12. Несмотря на то что ни одно из правил не препятствует перегруженному оператору изменить значение одного из своих операндов, все же лучше, чтобы действия этого оператора соответствовали его обычному назначению.
Обратите внимание на то, что метод operator+() возвращает объект типа ThreeD. Этот метод мог бы возвратить значение любого допустимого в C# типа, но благодаря тому что он возвращает объект типа ThreeD, оператор + можно использовать в та ких составных выражениях, как a+b+с. В данном случае выражение а+b дает резуль тат типа ThreeD, который можно затем сложить с объектом с того же типа. Если бы выражение а+b давало результат другого типа, то вычислить составное выражение a+b+с было бы просто невозможно.
Следует также подчеркнуть, что когда отдельные координаты точек складываются в операторе operator+(), то в результате такого сложения получаются целые значения, поскольку отдельные координаты х, у и z представлены целыми величинами. Но сама перегрузка оператора + для объектов типа ThreeD не оказывает никакого влияния на операцию сложения целых значений, т.е. она не меняет первоначальное назначение этого оператора.
А теперь проанализируем операторный метод operator-(). Оператор - действу ет так же, как и оператор +, но для него важен порядок следования операндов. Напом ним, что сложение носит коммутативный характер (от перестановки слагаемых сумма не меняется), чего нельзя сказать о вычитании: А - В не то же самое, что и В - А! Для всех двоичных операторов первым параметром операторного метода является левый операнд, а вторым параметром — правый операнд. Поэтому, реализуя перегружае мые варианты некоммутативных операторов, следует помнить, какой именно операнд должен быть указан слева и какой — справа. Перегрузка унарных операторов
Унарные операторы перегружаются таким же образом, как и бинарные. Главное отличие заключается, конечно, в том, что у них имеется лишь один операнд. В каче стве примера ниже приведен метод, перегружающий оператор унарного минуса для класса ThreeD. // Перегрузить оператор унарного минуса. public static ThreeD operator - (ThreeD op) { ThreeD result = new ThreeD (); result.x = -op.x; result.у = -op.у; result.z = -op.z; return result; }
В данном примере создается новый объект, в полях которого сохраняются отрица тельные значения операнда перегружаемого унарного оператора, после чего этот объ ект возвращается операторным методом. Обратите внимание на то, что сам операнд не меняется. Это означает, что и в данном случае обычное назначение оператора унарного минуса сохраняется. Например, результатом выражения а = -b
является отрицательное значение операнда b, но сам операнд b не меняется. В C# перегрузка операторов ++ и -- осуществляется довольно просто. Для этого достаточно возвратить инкрементированное или декрементированное значение, но не изменять вызывающий объект. А все остальное возьмет на себя компилятор С#, раз личая префиксные и постфиксные формы этих операторов. В качестве примера ниже приведен операторный метод operator++() для класса ThreeD. // Перегрузить унарный оператор ++. public static ThreeD operator ++(ThreeD op) { ThreeD result = new ThreeD(); // Возвратить результат инкрементирования. result.x = op.x + 1; result.у = op.у + 1; result.z = op.z + 1; return result; }
Ниже приведен расширенный вариант предыдущего примера программы, в кото ром демонстрируется перегрузка унарных операторов - и ++. // Пример перегрузки бинарных и унарных операторов. using System; // Класс для хранения трехмерных координат. class ThreeD { int х, у, z; // трехмерные координаты public ThreeD() { х = у = z = 0; } public ThreeD(int i, int j, int k) { x = i; у = j; z = k; } // Перегрузить бинарный оператор +. public static ThreeD operator +(ThreeD op1, ThreeD op2) { ThreeD result = new ThreeD(); /* Сложить координаты двух точек и возвратить результат. */ result.х = op1.x + ор2.х; result.у = op1.y + ор2.у; result.z = op1.z + op2.z; return result; } // Перегрузить бинарный оператор -. public static ThreeD operator -(ThreeD op1, ThreeD op2) { ThreeD result = new ThreeD(); /* Обратить внимание на порядок следования операндов: op1 — левый операнд, ор2 — правый операнд. */ result.х = op1.x - ор2.х; result.у = op1.y - ор2.у; result.z = op1.z - op2.z; return result; } // Перегрузить унарный оператор -. public static ThreeD operator -(ThreeD op) { ThreeD result = new ThreeD(); result.x = -op.x; result.у = -op.y; result.z = -op.z; return result; } // Перегрузить унарный оператор ++. public static ThreeD operator ++(ThreeD op) { ThreeD result = new ThreeD(); // Возвратить результат инкрементирования. result.x = op.x + 1; result.у = op.y + 1; result.z = op.z + 1; return result; } // Вывести координаты X, Y, Z. public void Show() { Console.WriteLine(x + ", " + у + ", " + z); } } class ThreeDDemo { static void Main() { ThreeD a = new ThreeD(1, 2, 3); ThreeD b = new ThreeD(10, 10, 10); ThreeD с = new ThreeD(); Console.Write("Координаты точки a: "); a.Show(); Console.WriteLine(); Console.Write("Координаты точки b: "); b.Show(); Console.WriteLine(); с = a + b; // сложить координаты точек а и b Console.Write("Результат сложения a + b: "); c.Show(); Console.WriteLine(); c = a + b + c; // сложить координаты точек a, b и с Console.Write("Результат сложения a + b + с: "); с.Show(); Console.WriteLine(); с = с - а; // вычесть координаты точки а Console.Write("Результат вычитания с - а: "); с.Show(); Console.WriteLine(); с = с - b; // вычесть координаты точки b Console.Write("Результат вычитания с - b: "); с.Show(); Console.WriteLine(); с = -a; // присвоить точке с отрицательные координаты точки а Console.Write("Результат присваивания -а: "); с.Show(); Console.WriteLine(); с = а++; // присвоить точке с координаты точки а, // а затем инкрементировать их Console.WriteLine("Если с = а++"); Console.Write("то координаты точки с равны "); с.Show(); Console.Write("а координаты точки а равны "); а.Show(); // Установить исходные координаты (1,2,3) точки а а = new ThreeD(1, 2, 3); Console.Write("\nУстановка исходных координат точки а: "); а.Show(); с = ++а; // инкрементировать координаты точки а, // а затем присвоить их точке с Console.WriteLine("\nЕсли с = ++а"); Console.Write("то координаты точки с равны "); с.Show(); Console.Write("а координаты точки а равны "); а.Show(); } } Вот к какому результату приводит выполнение данной программы.
Координаты точки а: 1, 2, 3 Координаты точки b: 10, 10, 10 Результат сложения а + b: 11, 12, 13 Результат сложения а + b + с: 22, 24, 26 Результат вычитания с - а: 21, 22, 23 Результат вычитания с - b: 11, 12, 13 Результат присваивания -а: -1, -2, -3 Если с = а++ то координаты точки с равны 1, 2, 3 а координаты точки а равны 2, 3, 4 Установка исходных координат точки а: 1, 2, 3 Если с = ++а то координаты точки с равны 2, 3, 4 а координаты точки а равны 2, 3, 4 ## Выполнение операций со встроенными в C# типами данных Для любого заданного класса и оператора имеется также возможность перегрузить сам операторный метод. Это, в частности, требуется для того, чтобы разрешить опера ции с типом класса и другими типами данных, в том числе и встроенными. Вновь об ратимся к классу ThreeD. На примере этого класса ранее было показано, как оператор + перегружается для сложения координат одного объекта типа ThreeD с координата ми другого. Но это далеко не единственный способ определения операции сложения для класса ThreeD. Так, было бы не менее полезно прибавить целое значение к каждой координате объекта типа ThreeD. Подобная операция пригодилась бы для переноса осей координат. Но для ее выполнения придется перегрузить оператор + еще раз, как показано ниже.
// Перегрузить бинарный оператор + для сложения объекта // типа ThreeD и целого значения типа int. public static ThreeD operator +(ThreeD op1, int op2) { ThreeD result = new ThreeD(); result.x = op1.x + op2; result.у = op1.y + op2; result.z = op1.z + op2; return result; } Как видите, второй параметр операторного метода имеет тип int. Следовательно, в этом методе разрешается сложение целого значения с каждым полем объекта типа ThreeD. Такая операция вполне допустима, потому что, как пояснялось выше, при перегрузке бинарного оператора один из его операндов должен быть того же типа, что и класс, для которого этот оператор перегружается. Но у второго операнда этого оператора может быть любой другой тип. Ниже приведен вариант класса ThreeD с двумя перегружаемыми методами опе ратора +.