C#筆記 – 操作符方法

操作符重載

• CLR對操作符的含義一無所知，但規定了語言如何公開操作符重載的方法

  • 需要是public static的

  • 需要包含operator關鍵字以及對應的操作符符號

  • 比如 + 操作符重載

    • public sealed class Complex
      {
          public static Complex operator+(Complex c1, Complex c2) 
          {
              return null;
          }
      }

    • .method public hidebysig specialname static 
              class CLR_Ch8.Complex  op_Addition(class CLR_Ch8.Complex c1,
                                                 class CLR_Ch8.Complex c2) cil managed
      {
        // 程式碼大小       7 (0x7)
        .maxstack  1
        .locals init (class CLR_Ch8.Complex V_0)
        IL_0000:  nop
        IL_0001:  ldnull
        IL_0002:  stloc.0
        IL_0003:  br.s       IL_0005
        IL_0005:  ldloc.0
        IL_0006:  ret
      } // end of method Complex::op_Addition

    • 編譯器為名為op_Addition的方法生成元數據方法定義項，並設置了specialname標志

    • C#編譯器在看到 + 操作符後，會檢查是否有一個操作數的類型定義了名為 op_Addition的specialname方法

      • 如果方法存在，且參數兼容於操作數的類型，就生成調用該方法的代碼

  • C#一元操作符及相容CLS方法名

    • C#操作符	特殊方法名	相容於CLS的方法名
      +	op_UnaryPlus	Plus
      –	op_UnaryNegation	Negate
      !	op_LogicalNot	Not
      ~	op_OnesComplement	OnesComplement
      ++	op_Increment	Increment
      —	op_Decrement	Decrement
      （無）	op_True	IsTrue{ get; }
      （無）	op_False	IsFalse{ get; }

  • C#二元操作符及相容CLS方法名

    • C#操作符	特殊方法名	相容於CLS的方法名
      +	op_Addition	Add
      –	op_Subtraction	Subtract
      *	op_Multiply	Multiply
      /	op_Division	Divide
      %	op_Modulus	Mod
      &	op_BitwiseAnd	BitwiseAnd
      |	op_BitwiseOr	BitwiseOr
      ^	op_ExclusiveOr	Xor
      <<	op_LeftShift	LeftShift
      >>	op_RightShift	RightShift
      ==	op_Equality	Equals
      !=	op_Inequality	Equals
      <	op_LessThan	Compare
      >	op_GreaterThan	Compare
      <=	op_LessThanOrEqual	Compare
      >=	op_GreaterThanOrEqual	Compare

轉換操作符

• 如果源對象和目標都是編譯器識別的基元類型，編譯器自己就知道如何生成轉換對象所需的代碼

• 如果源對象或目標不是編譯器識別的基元類型，編譯器會生成代碼，要求CLR執行轉換（強制轉型）

  • CLR會檢查源對象類型和目標類型是不是相同

• 但是如果要把一個類型轉換成完全不同的類型，就需要定義相關的轉換方法

  • 這個類型要有一些成員：

    • 接收一個參數的公共構造器，讓參數類型隱式轉換自己

    • 無參的公共實例方法，把自己顯式轉換成其他類型

    • 具體的轉換操作符重載方法

      • 必須是public static

      • 參數類型和返回類型二者必有其一與定義轉換方法的類型相同

      • 隱式轉換方法：public static implict operator 目標類型（源類型）

        • 只有在轉換不損失精度的情況下可以定義

      • 顯式轉換方法：public static explict operator 目標類型（源類型）

        • 如果轉換會損失精度，需要定義顯式轉換

  • C#

    • public sealed class Rational
      {
          public Rational(int num) { }
          public Rational(float num) { }
      ​
          public int ToInt() { return default; }
          public float ToFloat() { return default; }
      ​
      ​
          //int/float 隱式轉型至 Rational
          public static implicit operator Rational(int num)
          {
              return new Rational(num);
          }
          public static implicit operator Rational(float num)
          {
              return new Rational(num);
          }
      ​
          //Rational 顯式轉型 int/float
          public static explicit operator int(Rational r)
          {
              return r.ToInt();
          }
          public static explicit operator float(Rational r)
          {
              return r.ToFloat();
          }
      }

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