轻松学C#之运算符重载ppt课件.pptx

第9章 运算符重载,C#允许用户根据所创建的类来定义运算符的含义，该过程称为运算符重载。通过重载运算符，可以扩展运算符在类中的作用。运算符重载的优点是：它允许将新的类类型无缝隙地整合进用户自己的编程环境中，这种类型扩展是面向对象语言包括C#的一种重要功能。本章将详细讲解运算符重载的使用。,9.1 什么是运算符重载,运算符重载是根据用户所创建的类来定义运算符的含义。这样运算符的作用完全由用户决定，同时类和类之间的运算符含义可以不同。换句话说，通过运算符的重载改变了运算符运算的规则，可以扩展运算符在类中的作用。通常情况下，运算符只允许数与数、数与数据和数据与数据之间的运算。通过运算符的重载，不同类型的对象都可以进行运算。,如下图所示，在教师类Teacher中，通过教师级别的增加，其相应属性也会改变。一般的运算符不能满足这种运算，所以就必须重新定义运算符的规则，这样就产生了运算符的重载。它能让我们更方便的使用不同的运算符。,9.2 如何重载运算符,运算符重载是一个特殊的方法。其语法形式如下图所示。其中，运算符重载方法的访问修饰符必须是public；该方法必须是静态方法；public和static满足一个，就可以了；operator是运算符重载的关键字；op表示要重载的运算符；参数列表表示调用该方法所要传递的参数。,【示例9-1】以下代码演示对Team类实现加号运算符的重载。public static是修饰符。Team表示运算的结果类型。operator是运算符重载的关键字。oper1和oper2是Team类类型的两个参数。注意：该参数类型必须是对象或者结构。如果不是，会提示如下错误信息：运算符的参数必须是包含类型。,9.2.1 一元运算符重载,一元运算符只有一个操作数。常见的一元运算符包括非运算（-）、自增运算符（+）和自减运算符（-）。一元运算符重载语法如下图所示。【示例9-2】定义了一个银行账号类Program。通过将非运算符（-）重载，实现将银行账号金额清空的功能。其中，参数必须是对象或者结构类型，否则会提示错误信息：一元运算符的参数必须是包含类型。,【示例9-3】定义了一个银行卡类Program。通过自增运算符重载，实现银行卡升级的功能。【示例9-4】定义了一个人年龄的类Program。通过自减运算符重载，实现这个公司的级别的查看。重载自增与自减运算符，只需要返回自增或自减的值，但不改变主调对象。其中，应特别主意前缀和后缀的区别。,9.2.2 二元运算符重载,二元运算符的重载与一元运算符的重载类似。常见的二元运算符有加法（+）、减法（）。二元运算符重载格式如下图所示。【示例9-5】介绍通过定义类Program。利用重载二元运算符加法（+）运算将整型值加到Program类型对象的各个坐标上，实现坐标轴的平移。示例9-5中将运算符“+”重载，给原本的“+”赋予另一层含义，即将各个x轴、y轴、z轴都相加。实现了坐标轴的平移。,9.3 关系运算符重载,关系运算符，如“=”或“”，也可以重载。重载关系运算符返回true或false值。重载后的关系运算符可以用于条件表达式。关系运算符重载必须对他们成对重载。例如，如果重载=运算符，那么就必须重载！=运算符。成对重载的运算符有：“=”和“！=”、“”、“=”和“=”。关系运算符重载格式如下图所示。,【示例9-6】利用重载“”，判断三个对象的大小，输出最大对象。在该例中，返回数据类型必须是bool，否则会提示错误。错误信息如下：无法将类型”bool”隐式转换为”重载关系运算符.Program”而且，如果重载“”运算符，否则编译器会报错。错误信息如下：运算符”重载关系运算符.Program.operator (重载关系运算符.Program,重载关系运算符.Program)”要求也要定义匹配的运算符”,9.4 重载true和false,关键字true和false也能够作为一元运算符进行重载。一旦给一个类实现了true和false的重载，用户就能够使用该类的对象控制if、while、for和do.while语句，或者在问号表达式中使用它们。通用格式如下图所示。其中，true和false运算符必须成对重载，不能只重载其中一个。两个方法的返回值都是bool类型。,【示例9-7】演示如何在Program类中实现true和false的重载。只要至少有一个坐标不为0，那么Program对象就为真。如果所有坐标都是0，那么对象为假。注意：（1）true和false可以作为两个操作符被重载，并且如果重载true那么必然需要重载false，否则编译器会报错。错误信息如下：运算符”重载true和false.Program.operator true(重载true和false.Program)”要求也要定义匹配的运算符”false”（2）当使用&操作符时首先调用false操作符先判定是否为假，当使用|操作符的时候首先调用true操作符先判定是否为真。,9.5 逻辑运算符重载,逻辑运算符：“&”、“|”、“！”、“&”和“|”。通常，可以重载的运算符有“&”、“|”和“！”。但是通过遵循一些规则，我们仍然能够利用“&”和“|”短路运算符简化运算的优点。,9.5.1 逻辑运算符重载的简单方式,重载“&”和“|”运算符，其返回bool类型的结果。重载“！”运算符通常也返回bool类型的值。逻辑运算符重载格式如下图所示。【示例9-8】为Program类型的对象重载“！”、“&”和“|”逻辑运算符。与前面的示例一样，只要至少一个坐标不为0，就认为Program对象为真。如果3个坐标都为0，那么该对象为假。,9.5.2 使用短路运算符,如果要使用“&”和“|”这两个短路运算符，那么就必须遵循下面4个规则。类必须重载“&”和“|”运算符。重载的“&”和“|”运算符方法的返回类型必须是重载运算符的类的类型。每个参数必须是对重载运算符的类对象的引用。必须为该类重载true和false运算符。当这些条件都满足时，短路运算符就自动变为可用【示例9-9】实现了Program类中“&”、“|”和“！”运算符的重载，以使短路运算符“&”和“|”可用。,9.6 转换运算符,转换运算符允许将类的对象转换成另一种类型。转换运算符有助于将类类型完整地集成到C#的编程环境中，因为它允许类的对象自由地和其他类型的数据混合使用，只要定义了这些类型的相应转换即可。转换运算符有两种形式：隐式和显式。其通用形式如下图所示。其中，public和static是规定的修饰符。implicit是隐式转换的关键字。explicit是显式转换的关键字。target-type为转换的目标类型，source-type是转换的源类型。value是转换后类对象的值。,【示例9-10】以下代码演示Program类型的隐式转换。隐式的指定转换运算符会自动调用转换过程。显式的指定转换运算符，将在使用强制类型转换时调用转换过程。对于相同目标类型和源类型的转换，不能同时定义隐式转换运算符和显式转换运算符。,【示例9-11】将Program类型的对象转换成整数类型，来实现三维坐标的相加。【示例9-12】将前面的程序修改为使对象显式的转换为int类型。其中，因为转换运算符是显式的，所以必须显式地强制执行int类型的转换。例如，在下面的语句中：i=（int）a;如果去除强制类型转换，程序编译将报错。错误信息如下：无法将类型”显式转换.Program”隐式转换为”int”。存在一个显式转换(是否缺少强制转换?),对于转换运算符，有如下的限制条件。转换的目标类型或源类型必须是在其中声明转换的类。例如，不能重新定义从double类转到int类型的准换不能定义以object对象作为目标类型或源类型的转换；对同一个源类型和目标类型的转换，不能同时定义它的显式和隐式转换；不能定义从基类到派生类的转换；不能定义从接口到其他类型或从其他类型到接口的转换。,9.7 注意问题,重载运算符是也有一些限制。首先，不能改变任何运算符的优先级。其次虽然运算符方法可以选择忽略操作数，但不能修改运算符所要求的操作数量。另外有一些运算符不能重载。,9.7.1 重载后运算符的优先级,运算符重载后也是有优先级的，下表将展示C#中运算符重载后的优先级：一般来说，不使用优先级来获取计算结果，采取括号（）来制定运算符的运算顺序，可以是代码更整洁，避免潜在的错误。,【示例9-13】演示了重载后运算符的优先级。在该例中，程序在运行时首先重载“*”，运行结果为1；其次重载“+”，运行结果2；最后运行表达式，输出结果。,9.7.2 不能重载的运算符,运算符，可以分为一元、二元和三元运算符，在它们中有一些可以重载，但还有一些并不能，不可以重载的运算符包括：赋值运算符和复合赋值运算符（=、=+、/=和%=等）条件运算符（&、|和三元运算符？：）句点运算符（.）调用运算符（()）checked和unchecked运算符new运算符typeof运算符as和is运算符数组运算符（）,9.8 小结,本章主要介绍了运算符的重载，其中包括一元运算符重载、二元运算符重载、关系运算符重载、true和false重载和逻辑运算符重载，以及运算符转换。其中重点是一元和二元运算符重载，难点是短路运算符的使用，希望大家好好理解。,