C# 運算符重載

您可以重定義或重載 C# 中內置的運算符。因此，程序員也可以使用用戶自定義類型的運算符。重載運算符是具有特殊名稱的函數，是通過關鍵字 operator 後跟運算符的符號來定義的。與其他函數一樣，重載運算符有返回類型和參數列表。

例如，請看下面的函數：

public static Box operator+ (Box b, Box c)
{
   Box box = new Box();
   box.length = b.length + c.length;
   box.breadth = b.breadth + c.breadth;
   box.height = b.height + c.height;
   return box;
}

上面的函數為用戶自定義的類 Box 實現了加法運算符（+）。它把兩個 Box 對象的屬性相加，並返回相加後的 Box 對象。

運算符重載的實現

下面的程序演示了完整的實現：

using System;

namespace OperatorOvlApplication
{
   class Box
   {
      private double length;      // 長度
      private double breadth;     // 寬度
      private double height;      // 高度

      public double getVolume()
      {
         return length * breadth * height;
      }
      public void setLength( double len )
      {
         length = len;
      }

      public void setBreadth( double bre )
      {
         breadth = bre;
      }

      public void setHeight( double hei )
      {
         height = hei;
      }
      // 重載 + 運算符來把兩個 Box 對象相加
      public static Box operator+ (Box b, Box c)
      {
         Box box = new Box();
         box.length = b.length + c.length;
         box.breadth = b.breadth + c.breadth;
         box.height = b.height + c.height;
         return box;
      }

   }

   class Tester
   {
      static void Main(string[] args)
      {
         Box Box1 = new Box();         // 聲明 Box1，類型為 Box
         Box Box2 = new Box();         // 聲明 Box2，類型為 Box
         Box Box3 = new Box();         // 聲明 Box3，類型為 Box
         double volume = 0.0;          // 體積

         // Box1 詳述
         Box1.setLength(6.0);
         Box1.setBreadth(7.0);
         Box1.setHeight(5.0);

         // Box2 詳述
         Box2.setLength(12.0);
         Box2.setBreadth(13.0);
         Box2.setHeight(10.0);

         // Box1 的體積
         volume = Box1.getVolume();
         Console.WriteLine("Box1 的體積： {0}", volume);

         // Box2 的體積
         volume = Box2.getVolume();
         Console.WriteLine("Box2 的體積： {0}", volume);

         // 把兩個對象相加
         Box3 = Box1 + Box2;

         // Box3 的體積
         volume = Box3.getVolume();
         Console.WriteLine("Box3 的體積： {0}", volume);
         Console.ReadKey();
      }
   }
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Box1 的體積： 210
Box2 的體積： 1560
Box3 的體積： 5400

可重載和不可重載運算符

下表描述了 C# 中運算符重載的能力：

運算符描述 +, -, !, ~, ++, --這些一元運算符只有一個操作數，且可以被重載。 +, -, *, /, %這些二元運算符帶有兩個操作數，且可以被重載。 ==, !=, <, >, <=, >=這些比較運算符可以被重載。 &&, ||這些條件邏輯運算符不能被直接重載。 +=, -=, *=, /=, %=這些賦值運算符不能被重載。 =, ., ?:, ->, new, is, sizeof, typeof這些運算符不能被重載。

實例

針對上述討論，讓我們擴展上面的實例，重載更多的運算符：

using System;

namespace OperatorOvlApplication
{
    class Box
    {
       private double length;      // 長度
       private double breadth;     // 寬度
       private double height;      // 高度
      
       public double getVolume()
       {
         return length * breadth * height;
       }
      public void setLength( double len )
      {
          length = len;
      }

      public void setBreadth( double bre )
      {
          breadth = bre;
      }

      public void setHeight( double hei )
      {
          height = hei;
      }
      // 重載 + 運算符來把兩個 Box 對象相加
      public static Box operator+ (Box b, Box c)
      {
          Box box = new Box();
          box.length = b.length + c.length;
          box.breadth = b.breadth + c.breadth;
          box.height = b.height + c.height;
          return box;
      }
      
      public static bool operator == (Box lhs, Box rhs)
      {
          bool status = false;
          if (lhs.length == rhs.length && lhs.height == rhs.height 
             && lhs.breadth == rhs.breadth)
          {
              status = true;
          }
          return status;
      }
      public static bool operator !=(Box lhs, Box rhs)
      {
          bool status = false;
          if (lhs.length != rhs.length || lhs.height != rhs.height 
              || lhs.breadth != rhs.breadth)
          {
              status = true;
          }
          return status;
      }
      public static bool operator <(Box lhs, Box rhs)
      {
          bool status = false;
          if (lhs.length < rhs.length && lhs.height 
              < rhs.height && lhs.breadth < rhs.breadth)
          {
              status = true;
          }
          return status;
      }

      public static bool operator >(Box lhs, Box rhs)
      {
          bool status = false;
          if (lhs.length > rhs.length && lhs.height 
              > rhs.height && lhs.breadth > rhs.breadth)
          {
              status = true;
          }
          return status;
      }

      public static bool operator <=(Box lhs, Box rhs)
      {
          bool status = false;
          if (lhs.length <= rhs.length && lhs.height 
              <= rhs.height && lhs.breadth <= rhs.breadth)
          {
              status = true;
          }
          return status;
      }

      public static bool operator >=(Box lhs, Box rhs)
      {
          bool status = false;
          if (lhs.length >= rhs.length && lhs.height 
             >= rhs.height && lhs.breadth >= rhs.breadth)
          {
              status = true;
          }
          return status;
      }
      public override string ToString()
      {
          return String.Format("({0}, {1}, {2})", length, breadth, height);
      }
   
   }
    
   class Tester
   {
      static void Main(string[] args)
      {
        Box Box1 = new Box();          // 聲明 Box1，類型為 Box
        Box Box2 = new Box();          // 聲明 Box2，類型為 Box
        Box Box3 = new Box();          // 聲明 Box3，類型為 Box
        Box Box4 = new Box();
        double volume = 0.0;   // 體積

        // Box1 詳述
        Box1.setLength(6.0);
        Box1.setBreadth(7.0);
        Box1.setHeight(5.0);

        // Box2 詳述
        Box2.setLength(12.0);
        Box2.setBreadth(13.0);
        Box2.setHeight(10.0);

       // 使用重載的 ToString() 顯示兩個盒子
        Console.WriteLine("Box1： {0}", Box1.ToString());
        Console.WriteLine("Box2： {0}", Box2.ToString());
        
        // Box1 的體積
        volume = Box1.getVolume();
        Console.WriteLine("Box1 的體積： {0}", volume);

        // Box2 的體積
        volume = Box2.getVolume();
        Console.WriteLine("Box2 的體積： {0}", volume);

        // 把兩個對象相加
        Box3 = Box1 + Box2;
        Console.WriteLine("Box3： {0}", Box3.ToString());
        // Box3 的體積
        volume = Box3.getVolume();
        Console.WriteLine("Box3 的體積： {0}", volume);

        //comparing the boxes
        if (Box1 > Box2)
          Console.WriteLine("Box1 大於 Box2");
        else
          Console.WriteLine("Box1 不大於 Box2");
        if (Box1 < Box2)
          Console.WriteLine("Box1 小於 Box2");
        else
          Console.WriteLine("Box1 不小於 Box2");
        if (Box1 >= Box2)
          Console.WriteLine("Box1 大於等於 Box2");
        else
          Console.WriteLine("Box1 不大於等於 Box2");
        if (Box1 <= Box2)
          Console.WriteLine("Box1 小於等於 Box2");
        else
          Console.WriteLine("Box1 不小於等於 Box2");
        if (Box1 != Box2)
          Console.WriteLine("Box1 不等於 Box2");
        else
          Console.WriteLine("Box1 等於 Box2");
        Box4 = Box3;
        if (Box3 == Box4)
          Console.WriteLine("Box3 等於 Box4");
        else
          Console.WriteLine("Box3 不等於 Box4");

        Console.ReadKey();
      }
    }
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Box1： (6, 7, 5)
Box2： (12, 13, 10)
Box1 的體積： 210
Box2 的體積： 1560
Box3： (18, 20, 15)
Box3 的體積： 5400
Box1 不大於 Box2
Box1 小於 Box2
Box1 不大於等於 Box2
Box1 小於等於 Box2
Box1 不等於 Box2
Box3 等於 Box4