有意义的运算符重载示例

在学习C＃时，我发现C＃支持运算符重载。我有一个很好的例子有问题：

1. 有道理（例如，添加名为羊和牛的类）
2. 不是两个字符串串联的示例

欢迎使用基类库中的示例。

适当的运算符重载的明显示例是任何行为与数字运算相同的类。因此，BigInt类（如Jalayn所建议），复数或矩阵类（如Superbest所建议）都具有相同的运算，因此普通数可以很好地映射到数学运算符上，而时间运算（如svick所建议）很好地映射到子集上这些操作。

稍微抽象一点，在执行类似集合的操作时可以使用运算符，因此operator+可以是并集，operator-可以是补数等。但是，这的确开始扩展了范式，特别是如果您对加法运算符使用加法或乘法运算符t是可交换的，正如您可能期望的那样。

C＃本身就是非数值运算符重载的一个很好的例子。它使用+=和-=来增加和减少代表，即注册和注销他们。这之所以行之有效，是因为+=and -=运算符可以按您期望的那样工作，从而使代码更加简洁。

对于纯粹主义者来说，字符串+运算符的问题之一是它不是可交换的。"a"+"b"与相同"b"+"a"。我们理解字符串的这种异常，因为它非常常见，但是如何判断operator+对其他类型的使用是否是可交换的呢？除非对象是字符串状的，否则大多数人都会假设它是，但是您永远不会真正知道人们会假设什么。

与字符串一样，矩阵的寓言也是众所周知的。显然，这Matrix operator* (double, Matrix)是一个标量乘法，而例如Matrix operator* (Matrix, Matrix)是一个矩阵乘法（即点积乘法矩阵）。

类似地，将运算符与委托一起使用显然与数学相距甚远，因此您不太可能犯这些错误。

顺便提一句，在2011年ACCU会议上，罗杰·奥尔（Roger Orr）和史蒂夫·洛夫（Steve Love）提出了关于“ 某些事物比其他事物更平等”的会议-考察平等，价值和认同的许多含义。他们的幻灯片可以下载，理查德·哈里斯（Richard Harris）关于浮点相等的附录也可以下载。摘要：要非常小心使用operator==，这里是龙！

运算符重载是一种非常强大的语义技术，但易于过度使用。理想情况下，仅应在上下文非常清楚重载运算符的影响是什么的情况下使用它。在许多方面a.union(b)比更清晰a+b，而且a*b是多比比较模糊a.cartesianProduct(b)，尤其是笛卡儿积的结果将是一个SetLike<Tuple<T,T>>，而不是一个SetLike<T>。

运算符重载的真正问题出在程序员认为某个类将以一种方式运行，而实际上却以另一种方式运行时。我建议这种语义冲突是要避免的重要。

我很惊讶，没有人提到BCL中最有趣的情况之一：DateTime和TimeSpan。您可以：

• 加或减两个TimeSpans以获得另一个TimeSpan
• 在上使用一元减号TimeSpan来求反TimeSpan
• 减去两个DateTimes得到一个TimeSpan
• TimeSpan从a 加上或减去DateTime得到另一个DateTime

另一组运营，可以使在很多类型的感觉是<，>，<=，>=。例如，在BCL中Version实现它们。

我想到的第一个示例是BigInteger的实现，该实现使您可以处理大符号整数。查看MSDN链接以查看有多少运算符已过载（也就是说，有一个很大的列表，我没有检查是否所有运算符都已过载，但是看起来确实如此）

另外，由于我也使用Java并且Java不允许重载运算符，因此编写起来非常好

BigInteger bi = new BigInteger(0);
bi += 10;

比起Java：

BigDecimal bd = new BigDecimal(0);
bd = bd.add(new BigDecimal(10));

我很高兴看到这一点，因为我一直在与Irony混蛋，并且它大量使用了运算符重载。这是它可以做什么的一个示例。

因此，讽刺的是“ .NET语言实现工具包”，并且是解析器生成器（生成LALR解析器）。无需像yacc / lex之类的解析器生成器那样学习新的语法/语言，您可以使用带有操作符重载的C＃编写语法。这是一个简单的BNF语法

// BNF 
Expr := Term | BinExpr
Term := number | ParExpr
ParExpr := "(" + Expr + ")"
BinExpr := number + BinOp + number
BinOp := "+" | "-" | "*" | "/"
number := 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9

因此，这是一个简单的小语法（如果有不一致之处，请原谅，因为我只是在学习BNF并构建语法）。现在让我们看一下C＃：

  var Expr = new NonTerminal("Expr");
  var Term = new NonTerminal("Term");
  var BinExpr = new NonTerminal("BinExpr");
  var ParExpr = new NonTerminal("ParExpr");
  var BinOp = new NonTerminal("BinOp");
  var Statement = new NonTerminal("Statement");
  var ProgramLine = new NonTerminal("ProgramLine");
  var Program = new NonTerminal("Program", typeof(StatementListNode));
  // BNF Rules - Overloading
  Expr.Rule = Term | BinExpr;
  Term.Rule = number | ParExpr;
  ParExpr.Rule = "(" + Expr + ")";
  BinExpr.Rule = Expr + BinOp + Expr;
  BinOp.Rule = ToTerm("+") | "-" | "*" | "/" | "**";

如您所见，随着运算符的重载，用C＃编写语法几乎完全是用BNF编写语法。对我来说，这不仅有意义，而且是运算符重载的一个很好的使用。

关键示例是operator == / operator！=。

如果要通过数据值而不是通过引用轻松比较两个对象，则需要重载.Equals（和.GetHashCode！），并且可能还希望使用！=和==运算符以保持一致性。

不过，我从未在C＃中看到其他运算符的任何重载（我想虽然在某些极端情况下它可能有用）。

MSDN中的此示例显示了如何实现复数并使它们使用normal +运算符。

另一个示例显示了如何进行矩阵加法，还说明了如何不使用它来将汽车添加到车库（请阅读链接）。

很好地使用重载可能很少见，但确实会发生。

重载operator ==和operator！=表现出两种思路：那些说使事情变得容易的人，以及反对说它使比较地址的人（即，我指向内存中的确切位置，而不仅仅是相同位置的副本）宾语）。

我发现强制转换运算符重载在特定情况下很方便。例如，我必须在XML中序列化/反序列化一个表示为0或1的布尔值。正确的（隐式或显式，我忘记了）强制转换运算符从boolean到int然后返回就可以了。

当人们重载运算符时，它们并不是人们通常会想到的事情，但是我认为能够重载的最重要的运算符之一是转换运算符。

转换运算符对于可以“反糖化”为数值类型或在某些情况下可以充当数值类型的值类型特别有用。例如，您可以定义一个Id表示特定标识符的特殊类型，并且可以提供的隐式转换，int以便可以将传递Id给采用的方法int，而将显式转换为int，Id因此任何人都不能将传递int给。一种方法，Id无需先进行转换。

作为C＃以外的示例，Python语言包含许多作为可重载运算符实现的特殊行为。其中包括in用于成员资格测试的()运算符，用于将对象当作函数调用的len运算符以及用于确定对象的长度或大小的运算符。

然后，您将拥有诸如Haskell，Scala之类的语言以及许多其他功能性语言，其中诸如此类+的名称只是普通函数，而根本不是运算符（并且语言支持在infix位置使用函数）。

该Point结构在System.Drawing中命名空间使用重载比较使用操作符重载两个不同的位置。

 Point locationA = new Point( 50, 50 );
 Point locationB = new Point( 50, 50 );

 if ( locationA == locationB )
    Console.WriteLine( "Their locations are the same" );
 else
    Console.WriteLine( "Their locations  are different" );

如您所见，使用重载比较两个位置的X和Y坐标要容易得多。

如果您熟悉数学向量，则可能会发现在重载+运算符方面的用途。你可以添加一个矢量a=[1,3]与b=[2,-1]和获得c=[3,2]。

重载等于（==）也是有用的（即使实现一个equals()方法可能更好）。继续执行矢量示例：

v1=[1,3]
v2=[1,3]
v1==v2 // True

想象一下在表单上绘图的一段代码

{
  Point p = textBox1.Location;
  Size dp = textBox1.Size;

  // Here the + operator has been overloaded by the CLR
  p += dp;  // Now p points to the lower right corner of the textbox.
  ..
}

另一个常见的示例是使用结构以矢量形式保存位置信息时。

public struct Pos
{
    public double x, y, z;
    public double Distance { get { return Math.Sqrt(x * x + y * y + z * z); } }
    public static Pos operator +(Pos A, Pos B)
    {
        return new Pos() { x = A.x + B.x, y = A.y + B.y, z = A.z + B.z };
    }
    public static Pos operator -(Pos A, Pos B)
    {
        return new Pos() { x = A.x - B.x, y = A.y - B.y, z = A.z - B.z };
    }
}

只能在以后用作

{
    Pos A = new Pos() { x = 4, y = -1, z = 0.5 };
    Pos B = new Pos() { x = 8, y = 2, z = 1.5 };

    double x = (B - A).Distance;
}