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运算符重载 - 预定义的一元运算符、算术运算符、相等运算符和比较运算符

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用户定义的类型可重载预定义的 C# 运算符。 也就是说，当一个或两个操作数都是某类型时，此类型可提供操作的自定义实现。 可重载运算符部分介绍了哪些 C# 运算符可重载。

使用 operator 关键字来声明运算符。 运算符声明必须符合以下规则：

  • 同时包含 public 和 static 修饰符。
  • 一元运算符有一个输入参数。 二元运算符有两个输入参数。 在每种情况下，都至少有一个参数必须具有类型 T 或 T?，其中 T 是包含运算符声明的类型。

下面的示例定义了一个表示有理数的简单结构。 该结构会重载一些算术运算符：

public readonly struct Fraction
{
    private readonly int num;
    private readonly int den;

    public Fraction(int numerator, int denominator)
    {
        if (denominator == 0)
        {
            throw new ArgumentException("Denominator cannot be zero.", nameof(denominator));
        }
        num = numerator;
        den = denominator;
    }

    public static Fraction operator +(Fraction a) => a;
    public static Fraction operator -(Fraction a) => new Fraction(-a.num, a.den);

    public static Fraction operator +(Fraction a, Fraction b)
        => new Fraction(a.num * b.den + b.num * a.den, a.den * b.den);

    public static Fraction operator -(Fraction a, Fraction b)
        => a + (-b);

    public static Fraction operator *(Fraction a, Fraction b)
        => new Fraction(a.num * b.num, a.den * b.den);

    public static Fraction operator /(Fraction a, Fraction b)
    {
        if (b.num == 0)
        {
            throw new DivideByZeroException();
        }
        return new Fraction(a.num * b.den, a.den * b.num);
    }

    public override string ToString() => $"{num} / {den}";
}

public static class OperatorOverloading
{
    public static void Main()
    {
        var a = new Fraction(5, 4);
        var b = new Fraction(1, 2);
        Console.WriteLine(-a);   // output: -5 / 4
        Console.WriteLine(a + b);  // output: 14 / 8
        Console.WriteLine(a - b);  // output: 6 / 8
        Console.WriteLine(a * b);  // output: 5 / 8
        Console.WriteLine(a / b);  // output: 10 / 4
    }
}

可以通过定义从 int 到 Fraction 的隐式转换来扩展前面的示例。 然后，重载运算符将支持这两种类型的参数。 也就是说，可以将一个整数添加到一个分数中，得到一个分数结果。

还可以使用 operator 关键字来定义自定义类型转换。 有关详细信息，请参阅用户定义转换运算符。

可重载运算符

下表显示了可重载的运算符：

运算符 说明
+x, -x, !x, ~x, ++, --, true, false true 和 false 运算符必须一起重载。
x + y, x - y, x * y, x / y, x % y,
x & y, x | y, x ^ y,
x << y, x >> y, x >>> y
x == y, x != y, x < y, x > y, x <= y, x >= y 必须按如下方式成对重载：== 和 !=、< 和 >、<= 和 >=。

不可重载运算符

下表显示了无法重载的运算符：

运算符 备选方法
x && y，x || y 重载 true 和 false 运算符以及 & 或 | 运算符。 有关详细信息，请参阅用户定义的条件逻辑运算符。
a[i]，a?[i] 定义索引器。
(T)x 定义可由强制转换表达式执行的自定义类型转换。 有关详细信息，请参阅用户定义转换运算符。
+=, -=, *=, /=, %=, &=, |=, ^=, <<=, >>=, >>>= 重载相应的二元运算符。 例如，重载二进制 + 运算符时，会隐式重载 +=。
^x、x = y、x.y、x?.y、c ? t : f、x ?? y、??= y
x..y, x->y, =>, f(x), as, await, checked, unchecked, default, delegate, is, nameof, new,
sizeof, stackalloc, switch, typeof, with		 无。

C# 语言规范

有关更多信息，请参阅 C# 语言规范的以下部分：

另请参阅