运算符重载和自定义类型变换.ppt

运算符重载,运算符重载,运算符重载允许为运算指定用户定义的运算符实现，其中一个或两个操作数是用户定义的类或结构类型 所有一元和二元运算符都具有可自动用于任何表达式的预定义实现，可通过在类或结构中设置 operator 声明来引入用户定义的实现，其优先级总是高于预定义运算符实现 重载运算符便于程序员编写同时含有ADT和原生基本类型的中缀表达式，使程序更短，结构更清晰,复数类的四则运算,定义一个复数类Complex，将其多个实例进行四则运算，如何编程实现？,static void Main() Complex c1 = new Complex(1, 2); Complex c2 = new Complex(3.5, -2); Complex c3 = new Complex(-4, 23); /result=c1+c2-c3如何得到？ Complex result = c1.Add(c2).Sub(c3); /将Add、Sub改成静态方法会不会更好些？ Complex result2 = Complex.Sub(Complex.Add(c1, c2), c3); Console.WriteLine(result2.Print(); Console.Read(); ,在实现了需要的功能后，有没有一种让用户用更习惯、可读性、可编程性更好的方法来进行类似的运算呢？ 解决方案：运算符重载！,可重载的运算符,一元运算符 + - ! + - true false 二元运算符 + - * / % & | = != = =,public class Complex public int real; public int imaginary; public Complex() public Complex(int real, int imaginary) this.real = real; this.imaginary = imaginary; public static Complex operator +(Complex c1, Complex c2) return new Complex(c1.real+c2.real, c1.imaginary +c2.imaginary); public static Complex operator -(Complex c1, Complex c2) return new Complex(c1.real-c2.real, c1.imaginary -c2.imaginary); public override string ToString() return(String.Format(“0 + 1i“, real, imaginary); ,二元运算符重载示例,注意函数原形！,public static void Main() Complex num1 = new Complex(3, 4); Complex num2 = new Complex(3, 4); Complex num3 = new Complex(-3, 4); Complex sum = num1.Add(num2); Complex result = num1 + num2 - num3; Console.WriteLine(“First complex number: 0“, num1); Console.WriteLine(“Second complex number: 0“, num2); Console.WriteLine(“The sum of the two numbers: 0“, sum); Console.WriteLine(“The result: 0“, result); Console.WriteLine(num1=num2); Console.Read(); ,自动调用num1的ToString(),默认=是比较两个对象的引用是否相同,public static bool operator =(Complex c1, Complex c2) if (c1.real = c2.real ,对=重载一定要对!=也进行重载，否则编译器报错,重写Equals和GetHashCode方法,警告1：“ConsoleApplication3.Complex”定义运算符 = 或运算符 !=，但不重写 Object.Equals(object o)和GetHashCode方法 对于引用类型来说，Object.Equals方法默认比较的是对象的相等性。当引用指向同一个对象的时候，它们是相等的，具有相同状态但指向不同对象的引用是不相等的，可对其进行改写，比较其内容是否相同 对于值类型来说，Equals已经重写过以进行值的比较,GetHashCode,重载Equals必须重载GetHashCode 这是一条编译器的rule。如果你重载了Equals不重载GetHashCode，编译器会发出警报 GetHashCode需要返回一个Int32值，这个值的规律很简单： 如果两个对象相同，则对象返回的HashCode必须相同。 如果两个对象返回的HashCode不相同，则这两个对象必定不相同。 两个对象不相同，不能保证hashCode不同 这样就使得Equals的效率提高很多。因为GetHashCode通常成本比Equals小得多。,public static bool operator =(Complex c1, Complex c2) if (c1.real = c2.real ,整理一下，这样更好,public override bool Equals(object obj) if(!(obj is Complex) return false; return this=(Complex)obj; public static bool operator =(Complex c1, Complex c2) return c1.Equals(c2); public static bool operator !=(Complex c1, Complex c2) return !c1.Equals(c2); public override int GetHashCode() return this.ToString().GetHashCode(); ,思考,如何实现复数的其他运算？ 加/减 乘/除 取反 显示,自定义类型转换,现在，如果要实现int+Complex怎么办呢？ 还有，complex+int Complex+double double+complex float+Complex Complex+float。 为每种运算定义重载太麻烦了，有更好的办法自定义类型转换,用户自定义变换,在不希望进行隐式类型变换或者表达式不合法时，有必要对表达式进行用户自定义的类型变换。 C#支持将用户自定义的ADT和内建的数据类型进行集成 C#使用关键字implicit和explicit来修改单参数的静态方法,用户自定义的隐式变换,Implicit关键字 用于声明用户定义的隐式类型转换运算符，可通过消除不必要的类型转换来提高源代码的可读 class MyType public static implicit operator int(MyType m) / code to convert from MyType to int ,MyType x; int i = x; / implicitly call MyTypes MyType-to-int conversion operator,用户自定义的显式变换,explicit 关键字 用于声明用户定义的显式类型转换运算符 class MyType public static explicit operator MyType(int i) / code to convert from int to MyType ,int i; MyType x = (MyType)i; / int-to-MyType requires cast,为Complex类添加自定义类型转换,Complex num1 = new Complex(2, 3); Complex num2 = new Complex(3, 4); Complex num3 = 4.5; Complex sum = num1 + 3 + num2; Console.WriteLine(“The sum of the 3 numbers: 0“, sum);,/ / 从实数到复数的自定义隐式转换 / / 复数的实部 / public static implicit operator Complex(double r) return new Complex(r, 0); ,两次隐式转换： 1）int-double 2）double-Complex,implicit改成explicit将会如何?,显式自定义类型转换,public static explicit operator Complex(double r) return new Complex(r, 0); public static void Main() Complex num1 = new Complex(2, 3); Complex num2 = new Complex(3, 4); Complex num3 = (Complex)4.5; Complex sum = num1 + (Complex)3 + num2; Console.WriteLine(“The sum of the 3 numbers: 0“, sum); ,更多运算符重载的例子。,public class DoubOp public DoubOp(int i,int j) x=i; y=j; public static DoubOp operator +(DoubOp a) a.x+; a.y+; return a; public static DoubOp operator -(DoubOp a) a.x-; a.y-; return a; public void Print() Console.WriteLine(this.x+“ “+this.y); int x,y; ,class Test public static void Main() DoubOp a=new DoubOp(10,29); a.Print(); a+; a.Print(); a-; a.Print(); ,一元运算符重载示例,书中重载示例：分数,class Fraction int numerator; int denominator; public Fraction(int numerator, int denominator) this.numerator = numerator; this.denominator = denominator; public static Fraction operator +(Fraction lhs, Fraction rhs) if (lhs.denominator = rhs.denominator) return new Fraction(lhs.numerator + rhs.numerator, lhs.denominator); else int firstProduct = lhs.numerator * rhs.denominator; int secondProduct = rhs.numerator * lhs.denominator; int newDenominator = lhs.denominator * rhs.denominator; return new Fraction(firstProduct + secondProduct, newDenominator).Simply(); public override string ToString() return string.Format(“0/1“, this.numerator, this.denominator); ,/ 对分数进行约简 public Fraction Simply() int num = Math.Abs(this.denominator); /从大到小查找分子分母的最大公约数 while (num 1) if (numerator % num = 0 ,public static bool operator =(Fraction lhs, Fraction rhs) Fraction f1 = lhs.Simply(); Fraction f2 = rhs.Simply(); if (f1.numerator = f2.numerator /更好的做法：交叉相乘若想等就相同 ,进一步：怎么比较分数的大小,思路 方法一：先进行通分，在分母相同的情况下，由分子比较来得到分数的大小 方法二：将2个分数都转换成double，然后比较double值 注意 重载了必须同时重载=必须同时重载=,分数-double并比较,public static implicit operator double(Fraction f) return (double)(f.numerator) / f.denominator; public static bool operator (Fraction lhs, Fraction rhs) double l = lhs; double r = rhs; return l r; ,/测试代码 double r = f3 + 3; Console.WriteLine(“0+3=1“, f3, r); Console.WriteLine(“0 is greater than 1 is 2 “, f1, f2, f1 f2);,编译器还会要求你添加的重载,更进一步问题,问题一： f23结果是什么？中间如何转换 问题二：如何实现下列这些操作？ double+Fraction-Fraction Fraction+double -Fraction,显式类型变换,/测试代码 Fraction f5 = (Fraction)3.5 + f4; Co