Текст книги "Полное руководство. С# 4.0"

Автор книги: Герберт Шилдт

сообщить о нарушении

Текущая страница: 16 (всего у книги 58 страниц)

// Простой пример рекурсии. using System;

class Factorial { // Это рекурсивный метод. public int FactR(int n) { int result; if(n==1) return 1; result = FactR(n-1) n; return result; } // Это итерационный метод. public int FactI(int n) { int t, result; result = 1; for(t=1; t <= n; t++) result = t; return result; } }

class Recursion { static void Main() { Factorial f = new Factorial(); Console.WriteLine("Факториалы, рассчитанные рекурсивным методом."); Console.WriteLine("Факториал числа 3 равен " + f.FactR(3)); Console.WriteLine("Факториал числа 4 равен " + f.FactR(4)); Console.WriteLine("Факториал числа 5 равен " + f.FactR(5)); Console.WriteLine(); Console.WriteLine("Факториалы, рассчитанные итерационным методом."); Console.WriteLine("Факториал числа 3 равен " + f.FactR(3)); Console.WriteLine("Факториал числа 4 равен " + f.FactR(4)); Console.WriteLine("Факториал числа 5 равен " + f.FactR(5)); }

} При выполнении этой программы получается следующий результат.

Факториалы, рассчитанные рекурсивным методом. Факториал числа 3 равен 6 Факториал числа 4 равен 24 Факториал числа 5 равен 120 Факториалы, рассчитанные итерационным методом. Факториал числа 3 равен 6 Факториал числа 4 равен 24 Факториал числа 5 равен 120 Принцип действия нерекурсивного метода FactI() вполне очевиден. В нем ис пользуется цикл, в котором числа, начиная с 1, последовательно умножаются друг на друга, постепенно образуя произведение, дающее факториал. А рекурсивный метод FactR() действует по более сложному принципу. Если ме тод FactR() вызывается с аргументом 1, то он возвращает значение 1. В противном случае он возвращает произведение FactR(n-1)*n. Для вычисления этого произве дения метод FactR() вызывается с аргументом n-1. Этот процесс повторяется до тех пор, пока значение аргумента n не станет равным 1, после чего из предыдущих вызовов данного метода начнут возвращаться полученные значения. Например, когда вычисля ется факториал числа 2, то при первом вызове метода FactR() происходит второй его вызов с аргументом 1. Из этого вызова возвращается значение 1, которое затем умно жается на 2 (первоначальное значение аргумента n). В итоге возвращается результат 2, равный факториалу числа 2(1×2). Было бы любопытно ввести в метод FactR() опе раторы, содержащие вызовы метода WriteLine(), чтобы наглядно показать уровень рекурсии при каждом вызове метода FactR(), а также вывести промежуточные ре зультаты вычисления факториала заданного числа. Когда метод вызывает самого себя, в системном стеке распределяется память для новых локальных переменных и параметров, и код метода выполняется с этими новы ми переменными и параметрами с самого начала. При рекурсивном вызове метода не создается его новая копия, а лишь используются его новые аргументы. А при возврате из каждого рекурсивного вызова старые локальные переменные и параметры извле каются из стека, и выполнение возобновляется с точки вызова в методе. Рекурсивные методы можно сравнить по принципу действия с постепенно сжимающейся и затем распрямляющейся пружиной. Ниже приведен еще один пример рекурсии для вывода символьной строки в об ратном порядке. Эта строка задается в качестве аргумента рекурсивного метода DisplayRev().

// Вывести символьную строку в обратном порядке, используя рекурсию. using System;

class RevStr { // Вывести символьную строку в обратном порядке. public void DisplayRev(string str) { if(str.Length > 0) DisplayRev(str.Substring(1, str.Length-1)); else return; Console.Write(str[0]); } }

class RevStrDemo { static void Main() { string s = "Это тест"; RevStr rsOb = new RevStr(); Console.WriteLine("Исходная строка: " + s); Console.Write("Перевернутая строка: "); rsOb.DisplayRev(s); Console.WriteLine(); } } Вот к какому результату приводит выполнение этого кода.

Исходная строка: Это тест Перевернутая строка: тсет отЭ Всякий раз, когда вызывается метод DisplayRev(), в нем происходит проверка длины символьной строки, представленной аргументом str. Если длина строки не равна нулю, то метод DisplayRev() вызывается рекурсивно с новой строкой, кото рая меньше исходной строки на один символ. Этот процесс повторяется до тех пор, пока данному методу не будет передана строка нулевой длины. После этого начнет ся раскручиваться в обратном порядке механизм всех рекурсивных вызовов метода DisplayRev(). При возврате из каждого такого вызова выводится первый символ строки, представленной аргументом str, а в итоге вся строка выводится в обратном порядке. Рекурсивные варианты многих процедур могут выполняться немного медленнее, чем их итерационные эквиваленты из-за дополнительных затрат системных ресурсов на неоднократные вызовы метода. Если же таких вызовов окажется слишком много, то в конечном итоге может быть переполнен системный стек. А поскольку параметры и локальные переменные рекурсивного метода хранятся в системном стеке и при каж дом новом вызове этого метода создается их новая копия, то в какой-то момент стек может оказаться исчерпанным. В этом случае возникает исключительная ситуация, и общеязыковая исполняющая среда (CLR) генерирует соответствующее исключение. Но беспокоиться об этом придется лишь в том случае, если рекурсивная процедура выполняется неправильно. Главное преимущество рекурсии заключается в том, что она позволяет реализовать некоторые алгоритмы яснее и проще, чем итерационным способом. Например, ал горитм быстрой сортировки довольно трудно реализовать итерационным способом. А некоторые задачи, например искусственного интеллекта, очевидно, требуют именно рекурсивного решения. При написании рекурсивных методов следует непременно указать в соответству ющем месте условный оператор, например if, чтобы организовать возврат из мето да без рекурсии. В противном случае возврата из вызванного однажды рекурсивного метода может вообще не произойти. Подобного рода ошибка весьма характерна для реализации рекурсии в практике программирования. В этом случае рекомендуется пользоваться операторами, содержащими вызовы метода WriteLine(), чтобы сле дить за происходящим в рекурсивном методе и прервать его выполнение, если в нем обнаружится ошибка. ## Применение ключевого слова static Иногда требуется определить такой член класса, который будет использоваться не зависимо от всех остальных объектов этого класса. Как правило, доступ к члену клас са организуется посредством объекта этого класса, но в то же время можно создать член класса для самостоятельного применения без ссылки на конкретный экземпляр объекта. Для того чтобы создать такой член класса, достаточно указать в самом начале его объявления ключевое слово static. Если член класса объявляется как static, то он становится доступным до создания любых объектов своего класса и без ссылки на какой-нибудь объект. С помощью ключевого слова static можно объявлять как пере менные, так и методы. Наиболее характерным примером члена типа static служит метод Main(), который объявляется таковым потому, что он должен вызываться опе рационной системой в самом начале выполняемой программы. Для того чтобы воспользоваться членом типа static за пределами класса, доста точно указать имя этого класса с оператором-точкой. Но создавать объект для этого не нужно. В действительности член типа static оказывается доступным не по ссылке на объект, а по имени своего класса. Так, если требуется присвоить значение 10 перемен ной count типа static, являющейся членом класса Timer, то для этой цели можно воспользоваться следующей строкой кода.

Timer.count = 10; Эта форма записи подобна той, что используется для доступа к обычным перемен ным экземпляра посредством объекта, но в ней указывается имя класса, а не объекта. Аналогичным образом можно вызвать метод типа static, используя имя класса и оператор-точку. Переменные, объявляемые как static, по существу, являются глобальными. Ког да же объекты объявляются в своем классе, то копия переменной типа static не создается. Вместо этого все экземпляры класса совместно пользуются одной и той же переменной типа static. Такая переменная инициализируется перед ее примене нием в классе. Когда же ее инициализатор не указан явно, то она инициализируется нулевым значением, если относится к числовому типу данных, пустым значением, если относится к ссылочному типу, или же логическим значением false, если отно сится к типу bool. Таким образом, переменные типа static всегда имеют какое-то значение. Метод типа static отличается от обычного метода тем, что его можно вызывать по имени его класса, не создавая экземпляр объекта этого класса. Пример такого вызова уже приводился ранее. Это был метод Sqrt() типа static, относящийся к классу System.Math из стандартной библиотеки классов С#. Ниже приведен пример программы, в которой объявляются переменная и метод типа static.

// Использовать модификатор static. using System;

class StaticDemo { // Переменная типа static. public static int Val = 100; // Метод типа static. public static int ValDiv2() { return Val/2; } }

class SDemo { static void Main() { Console.WriteLine("Исходное значение переменной " + "StaticDemo.Val равно " + StaticDemo.Val); StaticDemo.Val = 8; Console.WriteLine("Текущее значение переменной" + "StaticDemo.Val равно " + StaticDemo.Val); Console.WriteLine("StaticDemo.ValDiv2(): " + StaticDemo.ValDiv2()); } } Выполнение этой программы приводит к следующему результату.

Исходное значение переменной StaticDemo.Val равно 100 Текущее значение переменной StaticDemo.Val равно 8 StaticDemo.ValDiv2(): 4 Как следует из приведенного выше результата, переменная типа static инициа лизируется до создания любого объекта ее класса. На применение методов типа static накладывается ряд следующих ограничений. * В методе типа static должна отсутствовать ссылка this, поскольку такой метод не выполняется относительно какого-либо объекта. * В методе типа static допускается непосредственный вызов только других методов типа static, но не метода экземпляра из того самого же класса. Дело в том, что методы экземпляра оперируют конкретными объектами, а метод типа static не вызывается для объекта. Следовательно, у такого метода отсутствуют объекты, которыми он мог бы оперировать. * Аналогичные ограничения накладываются на данные типа static. Для метода типа static непосредственно доступными оказываются только другие данные типа static, определенные в его классе. Он, в частности, не может оперировать переменной экземпляра своего класса, поскольку у него отсутствуют объекты, которыми он мог бы оперировать. Ниже приведен пример класса, в котором недопустим метод ValDivDenom() типа static.

class StaticError { public int Denom = 3; // обычная переменная экземпляра public static int Val = 1024; // статическая переменная / Ошибка! Непосредственный доступ к нестатической переменной из статического метода недопустим. / static int ValDivDenom() { return Val/Denom; // не подлежит компиляции! } } В данном примере кода Denom является обычной переменной, которая недоступна из метода типа static. Но в то же время в этом методе можно воспользоваться пере менной Val, поскольку она объявлена как static. Аналогичная ошибка возникает при попытке вызвать нестатический метод из ста тического метода того же самого класса, как в приведенном ниже примере.

using System;

class AnotherStaticError { // Нестатический метод. void NonStaticMeth() { Console.WriteLine("В методе NonStaticMeth()."); } / Ошибка! Непосредственный вызов нестатического метода из статического метода недопустим. / static void staticMeth() { NonStaticMeth(); // не подлежит компиляции! } } В данном случае попытка вызвать нестатический метод (т.е. метод экземпляра) из статического метода приводит к ошибке во время компиляции. Следует особо подчеркнуть, что из метода типа static нельзя вызывать мето ды экземпляра и получать доступ к переменным экземпляра его класса, как это обычно делается посредством объектов данного класса. И объясняется это тем, что без указания конкретного объекта переменная или метод экземпляра оказываются недоступными. Например, приведенный ниже фрагмент кода считается совершенно верным.

class MyClass { // Нестатический метод. void NonStaticMeth() { Console.WriteLine("В методе NonStaticMeth()."); } / Нестатический метод может быть вызван из статического метода по ссылке на объект. / public static void staticMeth(MyClass ob) { ob.NonStaticMeth(); // все верно! } } В данном примере метод NonStaticMeth() вызывается из метода staticMeth() по ссылке на объект ob типа MyClass. Поля типа static не зависят от конкретного объекта, и поэтому они удобны для хранения информации, применимой ко всему классу. Ниже приведен пример про граммы, демонстрирующей подобную ситуацию. В этой программе поле типа static служит для хранения количества существующих объектов.

// Использовать поле типа static для подсчета // экземпляров существующих объектов. using System;

class CountInst { static int count = 0; // Инкрементировать подсчет, когда создается объект. public CountInst() { count++; } // Декрементировать подсчет, когда уничтожается объект. ~Countlnst() { count–; } public static int GetCount() { return count; } }

class CountDemo { static void Main() { CountInst ob; for(int i=0; i < 10; i++) { ob = new CountInst(); Console.WriteLine("Текущий подсчет: " + CountInst.GetCount()); } } } Выполнение этой программы приводит к следующему результату.

Текущий подсчет: 1 Текущий подсчет: 2 Текущий подсчет: 3 Текущий подсчет: 4 Текущий подсчет: 5 Текущий подсчет: 6 Текущий подсчет: 7 Текущий подсчет: 8 Текущий подсчет: 9 Текущий подсчет: 10 Всякий раз, когда создается объект типа CountInst, инкрементируется поле count типа static. Но всякий раз, когда такой объект утилизируется, поле count декре ментируется. Следовательно, поле count всегда содержит количество существующих в настоящий момент объектов. И это становится возможным только благодаря исполь зованию поля типа static. Аналогичный подсчет нельзя организовать с помощью переменной экземпляра, поскольку он имеет отношение ко всему классу, а не только к конкретному экземпляру объекта этого класса. Ниже приведен еще один пример применения статических членов класса. Ранее в этой главе было показано, как объекты создаются с помощью фабрики класса. В том примере фабрика была нестатическим методом, а это означало, что фабричный метод можно было вызывать только по ссылке на объект, который нужно было предвари тельно создать. Но фабрику класса лучше реализовать как метод типа static, что даст возможность вызывать этот фабричный метод, не создавая ненужный объект. Именно это улучшение и отражено в приведенном ниже измененном примере программы, реализующей фабрику класса.

// Использовать статическую фабрику класса. using System;

class MyClass { int a, b; // Создать фабрику для класса MyClass. static public MyClass Factory(int i, int j) { MyClass t = new MyClass(); t.a = i; t.b = j; return t; // возвратить объект } public void Show() { Console.WriteLine("а и b: " + a + " " + b); } }

class MakeObjects { static void Main() { int i, j; // Сформировать объекты, используя фабрику. for(i=0, j=10; i < 10; i++, j–) { MyClass ob = MyClass.Factory(i, j); // создать объект ob.Show(); } Console.WriteLine(); } } В этом варианте программы фабричный метод Factory() вызывается по имени его класса в следующей строке кода.

MyClass ob = MyClass.Factory(i, j); // создать объект Теперь нет необходимости создавать объект класса MyClass, перед тем как пользо ваться фабрикой этого класса. ### Статические конструкторы Конструктор можно также объявить как static. Статический конструктор, как правило, используется для инициализации компонентов, применяемых ко всему классу, а не к отдельному экземпляру объекта этого класса. Поэтому члены класса инициализируются статическим конструктором до создания каких-либо объектов этого класса. Ниже приведен простой пример применения статического конструктора.

// Применить статический конструктор. using System;

class Cons { public static int alpha; public int beta; // Статический конструктор. static Cons() { alpha = 99; Console.WriteLine("В статическом конструкторе."); } // Конструктор экземпляра. public Cons() { beta = 100; Console.WriteLine("В конструкторе экземпляра."); } }

class ConsDemo { static void Main() { Cons ob = new Cons(); Console.WriteLine("Cons.alpha: " + Cons.alpha); Console.WriteLine("ob.beta: " + ob.beta); } } При выполнении этого кода получается следующий результат.

В статическом конструкторе. В конструкторе экземпляра. Cons.alpha: 99 ob.beta: 100 Обратите внимание на то, что конструктор типа static вызывается автоматически, когда класс загружается впервые, причем до конструктора экземпляра. Из этого мож но сделать более общий вывод: статический конструктор должен выполняться до лю бого конструктора экземпляра. Более того, у статических конструкторов отсутствуют модификаторы доступа – они пользуются доступом по умолчанию, а следовательно, их нельзя вызывать из программы. ## Статические классы Класс можно объявлять как static. Статический класс обладает двумя основны ми свойствами. Во-первых, объекты статического класса создавать нельзя. И во-вторых, статический класс должен содержать только статические члены. Статический класс создается по приведенной ниже форме объявления класса, видоизмененной с помо щью ключевого слова static.

static class имя_класса { // ... В таком классе все члены должны быть объявлены как static. Ведь если класс ста новится статическим, то это совсем не означает, что статическими становятся и все его члены. Статические классы применяются главным образом в двух случаях. Во-первых, статический класс требуется при создании метода расширения. Методы расширения связаны в основном с языком LINQ и поэтому подробнее рассматриваются в главе 19. И во-вторых, статический класс служит для хранения совокупности связанных друг с другом статических методов. Именно это его применение и рассматривается ниже. В приведенном ниже примере программы класс NumericFn типа static слу жит для хранения ряда статических методов, оперирующих числовым значением. А поскольку все члены класса NumericFn объявлены как static, то этот класс также объявлен как static, чтобы исключить получение экземпляров его объектов. Таким образом, класс NumericFn выполняет организационную роль, предоставляя удобные средства для группирования логически связанных методов.

// Продемонстрировать применение статического класса. using System;

static class NumericFn { // Возвратить обратное числовое значение. static public double Reciprocal(double num) { return 1/num; } // Возвратить дробную часть числового значения. static public double FracPart(double num) { return num – (int) num; } // Возвратить логическое значение true, если числовое // значение переменной num окажется четным. static public bool IsEven(double num) { return (num % 2) == 0 ? true : false; } // Возвратить логическое значение true, если числовое // значение переменной num окажется нечетным. static public bool IsOdd(double num) { return !IsEven(num); } }

class StaticClassDemo { static void Main() { Console.WriteLine("Обратная величина числа 5 равна " + NumericFn.Reciprocal(5.0)); Console.WriteLine("Дробная часть числа 4.234 равна " + NumericFn.FracPart(4.234)); if(NumericFn.IsEven(10)) Console.WriteLine("10 – четное число."); if (NumericFn.IsOdd(5)) Console.WriteLine("5 – нечетное число."); // Далее следует попытка создать экземпляр объекта класса NumericFn, // что может стать причиной появления ошибки. // NumericFn ob = new NumericFn(); // Ошибка! } } Вот к какому результату приводит выполнение этой программы.

Обратная величина числа 5 равна 0.2 Дробная часть числа 4.234 равна 0.234 10 – четное число. 5 – нечетное число. ``` Обратите внимание на то, что последняя строка приведенной выше про граммы закомментирована. Класс NumericFn является статическим, и поэтому любая попытка создать объект этого класса может привести к ошибке во время компиляции. Ошибкой будет также считаться попытка сделать нестатическим член класса NumericFn.

И последнее замечание: несмотря на то, что для статического класса не допускается наличие конструктора экземпляра, у него может быть статический конструктор.

ГЛАВА 9. Перегрузка операторов

В языке C# допускается определять назначение опе ратора по отношению к создаваемому классу. Этот процесс называется перегрузкой операторов. Благода ря перегрузке расширяется сфера применения оператора в классе. При этом действие оператора полностью контро лируется и может меняться в зависимости от конкретного класса. Например, оператор + может использоваться для ввода объекта в связный список в одном классе, где опреде ляется такой список, тогда как в другом классе его назначе ние может оказаться совершенно иным.

Когда оператор перегружается, ни одно из его первона чальных назначений не теряется. Он просто выполняет еще одну, новую операцию относительно конкретного объекта. Поэтому перегрузка оператора +, например, для обработ ки связного списка не меняет его назначение по отношению к целым числам, т.е. к их сложению.

Главное преимущество перегрузки операторов заключа ется в том, что она позволяет плавно интегрировать класс нового типа в среду программирования. Подобного рода расширяемость типов является важной составляющей эффективности такого объектно-ориентированного языка программирования, как С#. Как только для класса опреде ляются операторы, появляется возможность оперировать объектами этого класса, используя обычный синтаксис вы ражений в С#. Перегрузка операторов является одной из самых сильных сторон языка С#. Основы перегрузки операторов

Перегрузка операторов тесно связана с перегрузкой методов. Для перегрузки опе ратора служит ключевое слово operator, определяющее операторный метод, который, в свою очередь, определяет действие оператора относительно своего класса.

Существуют две формы операторных методов (operator): одна – для унарных операторов, другая – для бинарных. Ниже приведена общая форма для каждой раз новидности этих методов. // Общая форма перегрузки унарного оператора. public static возвращаемый_тип operator op(тип_параметра операнд) { // операции } // Общая форма перегрузки бинарного оператора. public static возвращаемый_тип operator op(тип_параметра1 операнд1, тип_параметра1 операнд2) { // операции }

Здесь вместо ор подставляется перегружаемый оператор, например + или /; а воз вращаемый_тип обозначает конкретный тип значения, возвращаемого указанной опе рацией. Это значение может быть любого типа, но зачастую оно указывается такого же типа, как и у класса, для которого перегружается оператор. Такая корреляция упро щает применение перегружаемых операторов в выражениях. Для унарных операторов операнд обозначает передаваемый операнд, а для бинарных операторов то же самое обозначают операнд1 и операнд2. Обратите внимание на то, что операторные мето ды должны иметь оба типа, public и static.

Тип операнда унарных операторов должен быть таким же, как и у класса, для ко торого перегружается оператор. А в бинарных операторах хотя бы один из операндов должен быть такого же типа, как и у его класса. Следовательно, в C# не допускается перегрузка любых операторов для объектов, которые еще не были созданы. Например, назначение оператора + нельзя переопределить для элементов типа int или string. И еще одно замечание: в параметрах оператора нельзя использовать модификатор ref или out. Перегрузка бинарных операторов

Для того чтобы продемонстрировать принцип действия перегрузки операторов, начнем с простого примера, в котором перегружаются два оператора – + и -. В при веденной ниже программе создается класс ThreeD, содержащий координаты объекта в трехмерном пространстве. Перегружаемый оператор + складывает отдельные коор динаты одного объекта типа ThreeD с координатами другого. А перегружаемый опе ратор – вычитает координаты одного объекта из координат другого. // Пример перегрузки бинарных операторов. 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(); /* Сложить координаты двух точек и возвратить результат. */ result.х = op1.x + ор2.х; // Эти операторы выполняют result.у = op1.y + ор2.у; // целочисленное сложение, result.z = op1.z + op2.z; // сохраняя свое исходное назначение. return result; } // Перегрузить бинарный оператор -. public static ThreeD operator -(ThreeD op1, ThreeD op2) { ThreeD result = new ThreeD(); /* Обратите внимание на порядок следования операндов: op1 – левый операнд, а ор2 – правый операнд. */ result.х = op1.x – ор2.х; // Эти операторы result.у = op1.y – ор2.у; // выполняют целочисленное result.z = op1.z – op2.z; // вычитание return result; } // 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 c; Console.Write("Координаты точки a: "); a.Show(); Console.WriteLine(); Console.Write("Координаты точки b: "); b.Show(); Console.WriteLine(); с = а + b; // сложить координаты точек а и b Console.Write("Результат сложения а + b: "); с.Show(); Console.WriteLine(); с = а + b + с; // сложить координаты точек а, b и с Console.Write("Результат сложения а + b + с: "); с.Show(); Console.WriteLine(); с = с – а; // вычесть координаты точки а Console.Write("Результат вычитания с – а: "); с.Show(); Console.WriteLine(); с = с – b; // вычесть координаты точки b Console.Write("Результат вычитания с – b: "); с.Show(); Console.WriteLine(); } }

При выполнении этой программы получается следующий результат. Координаты точки а: 1, 2, 3 Координаты точки b: 10, 10, 10 Результат сложения а + b: 11, 12, 13 Результат сложения а + b + с: 22, 24, 26 Результат вычитания с – а: 21, 22, 23 Результат вычитания с – b: 11, 12, 13

Внимательно проанализируем приведенную выше программу, начиная с перегру жаемого оператора +. Когда оператор + оперирует двумя объектами типа ThreeD, то величины их соответствующих координат складываются, как показано в объявлении операторного метода operator+(). Следует, однако, иметь в виду, что этот оператор не видоизменяет значения своих операндов, а лишь возвращает новый объект типа ThreeD, содержащий результат операции сложения координат. Для того чтобы стало понятнее, почему операция + не меняет содержимое объектов, выступающих в роли ее операндов, обратимся к примеру обычной операции арифметического сложения: 10 + 12. Результат этой операции равен 22, но она не меняет ни число 10, ни число 12. Несмотря на то что ни одно из правил не препятствует перегруженному оператору изменить значение одного из своих операндов, все же лучше, чтобы действия этого оператора соответствовали его обычному назначению.

Обратите внимание на то, что метод operator+() возвращает объект типа ThreeD. Этот метод мог бы возвратить значение любого допустимого в C# типа, но благодаря тому что он возвращает объект типа ThreeD, оператор + можно использовать в та ких составных выражениях, как a+b+с. В данном случае выражение а+b дает резуль тат типа ThreeD, который можно затем сложить с объектом с того же типа. Если бы выражение а+b давало результат другого типа, то вычислить составное выражение a+b+с было бы просто невозможно.

Следует также подчеркнуть, что когда отдельные координаты точек складываются в операторе operator+(), то в результате такого сложения получаются целые значения, поскольку отдельные координаты х, у и z представлены целыми величинами. Но сама перегрузка оператора + для объектов типа ThreeD не оказывает никакого влияния на операцию сложения целых значений, т.е. она не меняет первоначальное назначение этого оператора.

А теперь проанализируем операторный метод operator-(). Оператор – действу ет так же, как и оператор +, но для него важен порядок следования операндов. Напом ним, что сложение носит коммутативный характер (от перестановки слагаемых сумма не меняется), чего нельзя сказать о вычитании: А – В не то же самое, что и В – А! Для всех двоичных операторов первым параметром операторного метода является левый операнд, а вторым параметром – правый операнд. Поэтому, реализуя перегружае мые варианты некоммутативных операторов, следует помнить, какой именно операнд должен быть указан слева и какой – справа. Перегрузка унарных операторов

Унарные операторы перегружаются таким же образом, как и бинарные. Главное отличие заключается, конечно, в том, что у них имеется лишь один операнд. В каче стве примера ниже приведен метод, перегружающий оператор унарного минуса для класса ThreeD. // Перегрузить оператор унарного минуса. public static ThreeD operator – (ThreeD op) { ThreeD result = new ThreeD (); result.x = -op.x; result.у = -op.у; result.z = -op.z; return result; }

В данном примере создается новый объект, в полях которого сохраняются отрица тельные значения операнда перегружаемого унарного оператора, после чего этот объ ект возвращается операторным методом. Обратите внимание на то, что сам операнд не меняется. Это означает, что и в данном случае обычное назначение оператора унарного минуса сохраняется. Например, результатом выражения а = -b

является отрицательное значение операнда b, но сам операнд b не меняется. В C# перегрузка операторов ++ и – осуществляется довольно просто. Для этого достаточно возвратить инкрементированное или декрементированное значение, но не изменять вызывающий объект. А все остальное возьмет на себя компилятор С#, раз личая префиксные и постфиксные формы этих операторов. В качестве примера ниже приведен операторный метод operator++() для класса ThreeD. // Перегрузить унарный оператор ++. public static ThreeD operator ++(ThreeD op) { ThreeD result = new ThreeD(); // Возвратить результат инкрементирования. result.x = op.x + 1; result.у = op.у + 1; result.z = op.z + 1; return result; }

Ниже приведен расширенный вариант предыдущего примера программы, в кото ром демонстрируется перегрузка унарных операторов – и ++. // Пример перегрузки бинарных и унарных операторов. 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(); /* Сложить координаты двух точек и возвратить результат. */ result.х = op1.x + ор2.х; result.у = op1.y + ор2.у; result.z = op1.z + op2.z; return result; } // Перегрузить бинарный оператор -. public static ThreeD operator -(ThreeD op1, ThreeD op2) { ThreeD result = new ThreeD(); /* Обратить внимание на порядок следования операндов: op1 – левый операнд, ор2 – правый операнд. */ result.х = op1.x – ор2.х; result.у = op1.y – ор2.у; result.z = op1.z – op2.z; return result; } // Перегрузить унарный оператор -. public static ThreeD operator -(ThreeD op) { ThreeD result = new ThreeD(); result.x = -op.x; result.у = -op.y; result.z = -op.z; return result; } // Перегрузить унарный оператор ++. public static ThreeD operator ++(ThreeD op) { ThreeD result = new ThreeD(); // Возвратить результат инкрементирования. result.x = op.x + 1; result.у = op.y + 1; result.z = op.z + 1; return result; } // 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(); 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(); c = a + b + c; // сложить координаты точек a, b и с Console.Write("Результат сложения a + b + с: "); с.Show(); Console.WriteLine(); с = с – а; // вычесть координаты точки а Console.Write("Результат вычитания с – а: "); с.Show(); Console.WriteLine(); с = с – b; // вычесть координаты точки b Console.Write("Результат вычитания с – b: "); с.Show(); Console.WriteLine(); с = -a; // присвоить точке с отрицательные координаты точки а Console.Write("Результат присваивания -а: "); с.Show(); Console.WriteLine(); с = а++; // присвоить точке с координаты точки а, // а затем инкрементировать их Console.WriteLine("Если с = а++"); Console.Write("то координаты точки с равны "); с.Show(); Console.Write("а координаты точки а равны "); а.Show(); // Установить исходные координаты (1,2,3) точки а а = new ThreeD(1, 2, 3); Console.Write("nУстановка исходных координат точки а: "); а.Show(); с = ++а; // инкрементировать координаты точки а, // а затем присвоить их точке с Console.WriteLine("nЕсли с = ++а"); Console.Write("то координаты точки с равны "); с.Show(); Console.Write("а координаты точки а равны "); а.Show(); } } Вот к какому результату приводит выполнение данной программы.