Книга: C# 4.0: полное руководство

Выполнение операций со встроенными в C# типами данных

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 операции с типом класса и другими типами данных, в том числе и встроенными. Вновь обратимся к классу ThreeD. На примере этого класса ранее было показано, как оператор + перегружается для сложения координат одного объекта типа ThreeD с координатами 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 оператора +.

// Перегрузить бинарный оператор + дважды:
// один раз — для сложения объектов класса ThreeD,
// а другой раз — для сложения объекта типа ThreeD и целого значения типа int.
using System;
// Класс для хранения трехмерных координат,
class ThreeD {
  int x, y, z; // трехмерные координаты
  public ThreeD() { x = y = z = 0; }
  public ThreeD(int i, int j, int k) {
    x = i;
    y = 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.x = op1.x + op2.x;
    result.y = op1.y + op2.y;
    result.z = op1.z + op2.z;
    return result;
  }
  // 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.y = op1.y + op2;
    result.z = op1.z + op2;
    return result;
  }
  // Вывести координаты X, Y, Z.
  public void Show() {
    Console.WriteLine(x + ", " + y + ", " + z);
  }
}
class ThreeDDemo {
  static void Main() {
    ThreeD a = new ThreeD(1, 2, 3);
    ThreeD b = new ThreeD(10, 10, 10);
    ThreeD c = new ThreeD();
    Console.Write("Координаты точки a: ");
    a.Show();
    Console.WriteLine();
    Console.Write("Координаты точки b: ");
    b.Show();
    Console.WriteLine();
    c = a + b; // сложить объекты класса ThreeD
    Console.Write("Результат сложения a + b: ");
    c.Show();
    Console.WriteLine();
    Console.Write("Результат сложения b + 10: ");
    c.Show();
  }
}

При выполнении этого кода получается следующий результат.

Координаты точки а: 1, 2, 3
Координаты точки b: 10, 10, 10
Результат сложения а+b: 11, 12, 13
Результат сложения b + 10: 20, 20, 20

Как подтверждает приведенный выше результат, когда оператор + применяется к двум объектам класса ThreeD, то складываются их координаты. А когда он применяется к объекту типа ThreeD и целому значению, то координаты этого объекта увеличиваются на заданное целое значение.

Продемонстрированная выше перегрузка оператора +, безусловно, расширяет полезные функции класса ThreeD, тем не менее, она делает это не до конца. И вот почему. Метод operator+(ThreeD, int) позволяет выполнять операции, подобные следующей.

оb1 = оb2 + 10;

Но, к сожалению, он не позволяет выполнять операции, аналогичные следующей.

оb1 = 10 + оb2;

Дело в том, что второй целочисленный аргумент данного метода обозначает правый операнд бинарного оператора +, но в приведенной выше строке кода целочисленный аргумент указывается слева. Для того чтобы разрешить выполнение такой операции сложения, придется перегрузить оператор + еще раз. В этом случае первый параметр операторного метода должен иметь тип int, а второй параметр — тип ThreeD. Таким образом, в одном варианте метода operator+() выполняется сложение объекта типа ThreeD и целого значения, а во втором — сложение целого значения и объекта типа ThreeD. Благодаря такой перегрузке оператора + (или любого другого бинарного оператора) допускается появление встроенного типа данных как с левой, так и с правой стороны данного оператора. Ниже приведен еще один вариант класса ThreeD, в котором бинарный оператор + перегружается описанным выше образом.

// Перегрузить бинарный оператор + трижды:
// один -раз — для сложения объектов класса ThreeD,
// второй раз — для сложения объекта типа ThreeD и целого значения типа int,
// а третий раз — для сложения целого значения типа int и объекта типа ThreeD.
using System;
// Класс для хранения трехмерных координат,
class ThreeD {
  int x, y, z; // трехмерные координаты
  public ThreeD() { x = y = z = 0; }
  public ThreeD(int i, int j, int k) { x = i; y = j; z = k; }
  // Перегрузить бинарный оператор + для сложения объектов класса ThreeD.
  public static ThreeD operator +(ThreeD op1, ThreeD op2) {
    ThreeD result = new ThreeD();
    /* Сложить координаты двух точек и возвратить результат. */
    result.x = op1.x + op2.x;
    result.y = op1.y + op2.y;
    result.z = op1.z + op2.z;
    return result;
  }
  // 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.y = op1.y + op2;
    result.z = op1.z + op2;
    return result;
  }
  // Перегрузить бинарный оператор + для сложения
  // целого значения типа int и объекта типа ThreeD.
  public static ThreeD operator +(int op1, ThreeD op2) {
    ThreeD result = new ThreeD();
    result.x = op2.x + op1;
    result.y = op2.y + op1;
    result.z = op2.z + op1;
    return result;
  }
  // Вывести координаты X, Y, Z.
  public void Show() {
    Console.WriteLine(x + ", " + y + ", " + z);
  }
}
class ThreeDDemo {
  static void Main() {
    ThreeD a = new ThreeD(1, 2, 3);
    ThreeD b = new ThreeD(10, 10, 10);
    ThreeD c = new ThreeD();
    Console.Write("Координаты точки a: ");
    a.Show();
    Console.WriteLine();
    Console.Write("Координаты точки b: ");
    b.Show();
    Console.WriteLine();
    c = a + b; // сложить объекты класса ThreeD
    Console.Write("Результат сложения a + b: ");
    c.Show();
    Console.WriteLine();
    c = b + 10; // сложить объект типа ThreeD и целое значение типа int
    Console.Write("Результат сложения b + 10: ");
    c.Show();
    Console.WriteLine();
    c = 15 + b; // сложить целое значение типа int и объект типа ThreeD
    Console.Write("Результат сложения 15 + b: ");
    c.Show();
  }
}

Выполнение этого кода дает следующий результат.

Координаты точки а: 1, 2, 3
Координаты точки b: 10, 10, 10
Результат сложения а + b: 11, 12, 13
Результат сложения b + 10: 20, 20, 20
Результат сложения 15 + b: 25, 25, 25

Оглавление книги