Полное руководство. С# 4.0

Шилдт Герберт

Выполнение этой программы приводит к следующему результату. Координаты точки а: 5, 6, 7 Координаты точки b: 10, 10, 10 Координаты точки с: 0, 0, 0 Точка а истинна Точка b истинна Точка с ложна. Применение логических операторов & и | а & b истинно. a & с ложно. а | b истинно. а | с истинно. Применение укороченных логических операторов && и || a && b истинно. a && с ложно. а || b истинно. а || с истинно.

Рассмотрим более подробно, каким образом реализуются логические операторы & и |. Они представлены в следующем фрагменте кода. // Перегрузить логический оператор | для укороченного вычисления. public static ThreeD operator |(ThreeD op1, ThreeD op2) { if( ((op1.x != 0) || (op1.у != 0) || (op1.z != 0)) | ((op2.x != 0) || (op2.у != 0) || (op2.z != 0)) ) return new ThreeD(1, 1, 1); else return new ThreeD(0, 0, 0); } // Перегрузить логический оператор S для укороченного вычисления. public static ThreeD operator &(ThreeD op1, ThreeD op2) { if( ((op1.x != 0) && (op1.у != 0) && (op1.z != 0)) & ((op2.x != 0) && (op2.y != 0) && (op2.z != 0)) ) return new ThreeD(1, 1, 1); else return new ThreeD(0, 0, 0); }

Прежде

всего обратите внимание на то, что методы обоих перегружаемых логиче ских операторов теперь возвращают объект типа ThreeD. И особенно обратите вни мание на то, как формируется этот объект. Если логическая операция дает истинный результат, то создается и возвращается истинный объект типа ThreeD, у которого хотя бы одна координата не равна нулю. Если же логическая операция дает ложный резуль тат, то соответственно создается и возвращается ложный объект. Таким образом, ре зультатом вычисления логического выражения а & b в следующем фрагменте кода: if (а & b) Console.WriteLine("а & b истинно."); else Console.WriteLine("а & b ложно.");

является объект типа ThreeD, который в данном случае оказывается истинным. А по скольку операторы true и false уже определены, то созданный объект типа ThreeD подвергается действию оператора true и в конечном итоге возвращается результат типа bool. В данном случае он равен true, а следовательно, условный оператор if успешно выполняется.

Благодаря тому что все необходимые правила соблюдены, укороченные операторы становятся доступными для применения к объектам ThreeD. Они действуют следующим образом. Первый операнд проверяется с помощью операторного метода operator true (для оператора ||) или же с помощью операторного метода operator false (для опе ратора &&). Если удается определить результат данной операции, то соответствующий перегружаемый оператор (& или |) далее не выполняется. В противном случае перегру жаемый оператор (& или | соответственно) используется для определения конечного ре зультата. Следовательно, когда применяется укороченный логический оператор && или ||, то соответствующий логический оператор & или | вызывается лишь в том случае, если по первому операнду невозможно определить результат вычисления выражения. В ка честве примера рассмотрим следующую строку кода из приведенной выше программы. if(а || с) Console.WriteLine("а || с истинно.");

В этой строке кода сначала применяется оператор true к объекту а. В данном слу чае объект а истинен, и поэтому использовать далее операторный метод | нет необхо димости. Но если переписать данную строку кода следующим образом: if(с || a) Console.WriteLine("с || а истинно.");

то оператор true был бы сначала применен к объекту с, который в данном случае ложен. А это означает, что для определения истинности объекта а пришлось бы далее вызывать операторный метод |.

Описанный выше способ применения укороченных логических операторов может показаться, на первый взгляд, несколько запутанным, но если подумать, то в таком применении обнаруживается известный практический смысл. Ведь благодаря пере грузке операторов true и false для класса компилятор получает разрешение на применение укороченных логических операторов, не прибегая к явной их перегрузке. Это дает также возможность использовать объекты в условных выражениях. И вообще, логические операторы & и | лучше всего реализовывать полностью, если, конечно, не требуется очень узко направленная их реализация. Операторы преобразования

Иногда объект определенного класса требуется использовать в выражении, вклю чающем в себя данные других типов. В одних случаях для этой цели оказывается пригодной перегрузка одного иди более операторов, а в других случаях — обыкно венное преобразование типа класса в целевой тип. Для подобных ситуаций в C# пред усмотрена специальная разновидность операторного метода, называемая оператором преобразования. Такой оператор преобразует объект исходного класса в другой тип. Операторы преобразования помогают полностью интегрировать типы классов в среду программирования на С#, разрешая свободно пользоваться классами вместе с другими типами данных, при условии, что определен порядок преобразования в эти типы.

Существуют две формы операторов преобразования: явная и неявная. Ниже они представлены в общем виде: public static explicit operator целевой_тип(исходный_тип v) {return значение;} public static implicit operator целевой_тип(исходный_тип v) {return значение;}

где целевойтип обозначает тот тип, в который выполняется преобразование; ис ходныйтип — тот тип, который преобразуется; значение — конкретное значение, приобретаемое классом после преобразования. Операторы преобразования возвра щают данные, имеющие целевой_тип, причем указывать другие возвращаемые типы данных не разрешается.

Если оператор преобразования указан в неявной форме (implicit), то преобразо вание вызывается автоматически, например, в том случае, когда объект используется в выражении вместе со значением целевого типа. Если же оператор преобразования указан в явной форме (explicit), то преобразование вызывается в том случае, когда выполняется приведение типов. Для одних и тех же исходных и целевых типов данных нельзя указывать оператор преобразования одновременно в явной и неявной форме.

Создадим оператор преобразования специально для класса ThreeD, чтобы проде монстрировать его применение. Допустим, что требуется преобразовать объект типа ThreeD в целое значение, чтобы затем использовать его в целочисленном выражении. Такое преобразование требуется, в частности, для получения произведения всех трех координат объекта. С этой целью мы воспользуемся следующей неявной формой опе ратора преобразования. public static implicit operator int(ThreeD op1) { return op1.x * op1.y * op1.z; }

Ниже приведен пример программы, демонстрирующей применение этого опера тора преобразования. // Пример применения оператора неявного преобразования. using System; // Класс для хранения трехмерных координат. class ThreeD { int х, у, z; // трехмерные координаты public ThreeD { х = у = z = 0; } public ThreeD(int i, int j, int k) { x = i; у = j; z = k; } // Перегрузить бинарный оператор +. public static ThreeD operator +(ThreeD op1, ThreeD op2) { ThreeD result = new ThreeD); result.x = op1.x + op2.x; result.у = op1.у + op2.y; result.z = op1.z + op2.z; return result; } // Неявное преобразование объекта типа ThreeD к типу int. public static implicit operator int(ThreeD op1) { return op1.x * op1.у * op1.z; } // Вывести координаты X, Y, Z. public void Show { Console.WriteLine(x + ", " + у + ", " + z); } } class ThreeDDemo { static void Main { ThreeD a = new ThreeD(1, 2, 3); ThreeD b = new ThreeD(10, 10, 10); ThreeD с = new ThreeD; int i; Console.Write("Координаты точки a: "); a.Show; Console.WriteLine; Console.Write("Координаты точки b: "); b.Show; Console.WriteLine; с = a + b; // сложить координаты точек а и b Console.Write("Результат сложения a + b: "); c.Show; Console.WriteLine; i = a; // преобразовать в тип int Console.WriteLine("Результат присваивания i = a: " + i); Console.WriteLine; i = a * 2 - b; // преобразовать в тип int Console.WriteLine("Результат вычисления выражения a * 2 - b: " + i } }

Вот к какому результату приводит выполнение этой программы. Координаты точки а: 1, 2, 3 Координаты точки b: 10, 10, 10 Результат сложения а + b: 11, 12, 13 Результат присваивания i = а: 6 Результат вычисления выражения а * 2 - b: -988

Как следует из приведенного выше примера программы, когда объект типа ThreeD используется в таком целочисленном выражении, как i = а, происходит его преоб разование. В этом конкретном случае преобразование приводит к возврату целого зна чения 6, которое является произведением координат точки а, хранящихся в объекте того же названия. Но если для вычисления выражения преобразование в тип int не требуется, то оператор преобразования не вызывается. Именно поэтому операторный метод operator int не вызывается при вычислении выражения с = а + b.

Но для различных целей можно создать разные операторы преобразования. Так, для преобразования объекта типа ThreeD в тип double можно было бы определить второй оператор преобразования. При этом каждый вид преобразования выполнялся бы автоматически и независимо от другого.

Оператор неявного преобразования применяется автоматически в следующих слу чаях: когда в выражении требуется преобразование типов; методу передается объект; осуществляется присваивание и производится явное приведение к целевому типу. С другой стороны, можно создать оператор явного преобразования, вызываемый толь ко тогда, когда производится явное приведение типов. В таком случае оператор явного преобразования не вызывается автоматически. В качестве примера ниже приведен ва риант предыдущей программы, переделанный для демонстрации явного преобразо вания в тип int. // Применить явное преобразование. using System; // Класс для хранения трехмерных координат. class ThreeD { int х, у, z; // трехмерные координаты public ThreeD { х = у = z = 0; } public ThreeD(int i, int j, int k) { x = i; у = j; z = k; } // Перегрузить бинарный оператор +. public static ThreeD operator +(ThreeD op1, ThreeD op2) { ThreeD result = new ThreeD; result.x = op1.x + op2.x; result.у = op1.y + op2.y; result.z = op1.z + op2.z; return result; } // Выполнить на этот раз явное преобразование типов. public static explicit operator int(ThreeD op1) { return op1.x * op1.y * op1.z; } // Вывести координаты X, Y, Z. public void Show { Console.WriteLine(x + ", " + у + ", " + z); } } class ThreeDDemo { static void Main { ThreeD a = new ThreeD(1, 2, 3); ThreeD b = new ThreeD(10, 10, 10); ThreeD с = new ThreeD; int i; Console.Write("Координаты точки a: "); a.Show; Console.WriteLine; Console.Write("Координаты точки b: "); b.Show; Console.WriteLine; с = a + b; // сложить координаты точек а и b Console.Write("Результат сложения a + b: "); c.Show; Console.WriteLine; i = (int) a; // преобразовать в тип int явно, // поскольку указано приведение типов Console.WriteLine("Результат присваивания i = а: " + i); Console.WriteLine; i = (int)a * 2 - (int)b; // явно требуется приведение типов Console.WriteLine("Результат вычисления выражения а * 2 - b: " + i); } }