Герберт Шилдт - C# 4.0 полное руководство - 2011

В приведенном ниже примере программы показано, как правильно реализовать логические операторы & и | в классе ThreeD, чтобы сделать доступными для применения укороченные логические операторы & & и | |.

/* Более•совершенный способ перегрузки логических операторов !,    | и & для объектов класса ThreeD.

В этом варианте укороченные логические операторы && и || становятся доступными для применения автоматически. */

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 логический оператор | для укороченного вычисления, public static ThreeD operator |(ThreeD opl, ThreeD op2)

{

else

return new ThreeD(0, 0, 0) ;

}

// Перегрузить логический оператор & для укороченного вычисления, public static ThreeD operator & (ThreeD opl, ThreeD op2)

{

if(    ((opl.x    !=    0)    &&    (opl.у    !=    0)    &&    (opl.z    !=    0))    &

((op2.x    !=    0)    &&    (op2.y    !=    0)    &&    (op2.z    !=    0))    )

return new ThreeD(1, 1, 1); else

return new ThreeD(0, 0, 0);

}

// Перегрузить логический оператор !. public static bool operator !(ThreeD op)

{

if(op) return false; else return true;

}

// Перегрузить оператор true.

public static bool operator true(ThreeD op) { if((op.x    != 0)    И    (op.у != 0)    ||    (op.z    !=    0))

return    true;    //    хотя бы одна координата    не равна нулю

else

return false;

}

// Перегрузить оператор false.

public static bool operator false(ThreeD op) { if((op.x    == 0)    &&    (op.y == 0) &&    (op.z    ==    0))

return    true;    //    все координаты    равны    нулю

else

return false;

}

// Ввести координаты X, Y, Z. public void Show()

{

Console.WriteLine(x + ", " + у + ", " + z) ;

}

}'

class TrueFalseDemo { static void Main() {

ThreeD a = new ThreeD(5, 6, 7);

ThreeD b = new ThreeD(10, 10, 10);

ThreeD с = new ThreeD(0, 0, 0) ;

Console.Write("Координаты точки a: ");

a.Show();

Console.Write("Координаты точки b: ");

b.Show();

Console.Write("Координаты точки с: ");

c.Show();

Console.WriteLine() ;

if (a) Console.WriteLine("Точка а истинна."); if(b) Console.WriteLine("Точка b истинна."); if(с) Console.WriteLine("Точка с истинна.");

if(!a) Console.WriteLine("Точка а ложна."); if(!b) Console.WriteLine("Точка b ложна."); if(!c) Console.WriteLine("Точка с ложна.");

Console.WriteLine ();

Console.WriteLine("Применение логических операторов & и |"); if(а & b) Console.WriteLine("а & b истинно."); else Console.WriteLine("а & b ложно.");

if(а & с) Console.WriteLine("а & с истинно."); else Console.WriteLine("а & с ложно.");

if(а | b) Console.WriteLine("а | b истинно."); else Console.WriteLine("а | b ложно.");

if(а | с) Console.WriteLine("а | с истинно."); else Console.WriteLine("а | с ложно.");

Console.WriteLine();

// А теперь применить укороченные логические операторы. Console.WriteLine("Применение укороченных" +

"логических операторов && и И"); if(а && b) Console.WriteLine("а && b истинно."); else Console.WriteLine("а && b ложно.");

if(а && с) Console.WriteLine("а && с истинно."); else Console.WriteLine("а && с ложно.");

if(а И b) Console.WriteLine ("а || b истинно."); else- Console.WriteLine("а || b ложно.");

if (а | | с) Console.WriteLine("а | | с истинно."); else Console.WriteLine("а || с ложно.");

}

}

Выполнение этой программы приводит к следующему результату.

Координаты точки а: 5, 6, 7 Координаты точки Ь: 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, а & с ложно, а | b истинно, а | с истинно.

Применение укороченных логических операторов && и || а && b истинно, а && с ложно, а И Ь истинно, а И 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 opl, ThreeD op2)

{

else

return new ThreeD(0, 0, 0);

}

// Перегрузить логический оператор & для укороченного вычисления, public static ThreeD operator & (ThreeD opl, ThreeD op2)

{

if (    ((opl.x    !=    0)    &&    (opl.y    !=    0)    &&    (opl.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 логических операторов теперь возвращают объект типа ThreeD. И особенно обратите внимание 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 результат, то соответственно создается и возвращается ложный объект. Таким образом, результатом 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 поскольку 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 оператора &&). Если удается определить результат данной операции, то соответствующий перегружаемый оператор (& или |) далее не выполняется. В противном случае перегружаемый оператор (& или | соответственно) используется для определения конечного результата. Следовательно, когда применяется укороченный логический оператор & & или I |, то соответствующий логический оператор & или | вызывается лишь в том случае, если по первому операнду невозможно определить результат вычисления выражения. В качестве примера рассмотрим следующую строку кода из приведенной выше программы.

if(а И с) Console.WriteLine("а || с истинно.");

В этой строке кода сначала применяется оператор true к объекту а. В данном случае объект а истинен, и поэтому использовать далее операторный метод | нет необходимости. Но если переписать данную строку кода следующим образом:

if(с И 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 перегрузке 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, включающем в себя данные других типов. В одних случаях для этой цели оказывается пригодной перегрузка одного или более операторов, а в других случаях — обыкновенное преобразование типа класса в целевой тип. Для подобных ситуаций в C# предусмотрена 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;}