[C#.NET 拾遺補漏]05：操做符的幾個騷操做

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你們好，這是極客精神【C#.NET 拾遺補漏】專輯的第 5 篇文章，今天要講的內容是操做符。

操做符的英文是 Operator，在數值計算中習慣性的被叫做運算符，因此在中文的概念中，運算符是操做符的一個子集。

操做符是很基礎的知識了，基礎歸基礎，咱們來回顧一下 C# 操做符那些比較騷的操做，能想到的很少，請你們補充。

操做符的重載

操做符重載大部分語言都沒有，而 C# 有。C# 容許用戶定義類型對操做符進行重載，方式是使用 operate 關鍵字把操做符寫成公開靜態函數。下面來演示一下重載 + 這個操做符。

咱們建立一個 Complex 結構類型來表明一個複數，咱們知道複數有實數和虛數組成，因而能夠這樣定義：

public struct Complex
{
    public double Real { get; set; }
    public double Imaginary { get; set; }
}

如今咱們想實現複數的相加操做，即：

Complex a = new Complex() { Real = 1, Imaginary = 2 };
Complex b = new Complex() { Real = 4, Imaginary = 8 };
Complex c = a + b;

默認狀況，自定義類是不能進行算術運算的，以上 a + b 會編譯報錯，咱們須要對 + 進行操做符重載：

public static Complex operator +(Complex c1, Complex c2)
{
    return new Complex
    {
        Real = c1.Real + c2.Real,
        Imaginary = c1.Imaginary + c2.Imaginary
    };
}

C# 中像加減乘除等這類操做符均可以重載，也有些操做符是不能重載的，具體請查看文末參考連接。

隱式和顯式轉換操做符

咱們知道子類能夠隱式轉換爲父類，在某種狀況下（如父類由子類賦值而來）父類能夠顯式轉換爲子類。

在 C# 中，對於沒有子父類關係的用戶定義類型，也是能夠實現顯式和隱式轉換的。C# 容許用戶定義類型經過使用 implicit 和 explicit 關鍵字來控制對象的賦值和對象的類型轉換。它的定義形式以下：

public static <implicit/explicit> operator <結果類型>(<源類型> myType)

這裏以結果類型爲方法名，源類型對象做爲參數，只能是這一個參數，不能定義第二個參數，但能夠經過該參數對象訪問其類的私有成員。下面是一個既有顯式又有隱式轉換操做符的例子：

public class BinaryImage
{
    private readonly bool[] _pixels;

    // 隱式轉換操做符示例
    public static implicit operator ColorImage(BinaryImage bm)
    {
        return new ColorImage(bm);
    }

    // 顯式轉換操做符示例
    public static explicit operator bool[](BinaryImage bm)
    {
        return bm._pixels;
    }
}

public class ColorImage
{
    public ColorImage(BinaryImage bm) { }
}

這樣，咱們就能夠把 BinaryImage 對象隱式轉換爲 ColorImage 對象，把 BinaryImage 對象顯式轉換爲 bool 數組對象：

var binaryImage = new BinaryImage();
ColorImage colorImage = binaryImage; // 隱式轉換
bool[] pixels = (bool[])binaryImage; // 顯式轉換

並且轉換操做符能夠定義爲雙向顯示和隱式轉換。既可從你的類型而來，亦可到你的類型而去：

public class BinaryImage
{
    public BinaryImage(ColorImage cm) { }

    public static implicit operator ColorImage(BinaryImage bm)
    {
        return new ColorImage(bm);
    }

    public static explicit operator BinaryImage(ColorImage cm)
    {
        return new BinaryImage(cm);
    }
}

咱們知道 as 操做符也是一種顯式轉換操做符，那它適用於上面的這種狀況嗎，即：

ColorImage cm = myBinaryImage as ColorImage;

你以爲這樣寫有問題嗎？請在評論區告訴我答案。

空條件和空聯合操做符

空條件(Null Conditional)操做符 ?. 和空聯合(Null Coalescing)操做符 ??，都是 C# 6.0 的語法，大多數人都很熟悉了，使用也很簡單。

?. 操做符會在對象爲 null 時當即返回 null，不爲 null 時纔會調用後面的代碼。其中的符號 ? 表明對象自己，符號 . 表明調用，後面不只能夠是對象的屬性也能夠是索引器或方法。以該操做符爲分隔的每一截類型相同時能夠接龍。示例：

var bar = foo?.Value; // 至關於 foo == null ? null : foo.Value
var bar = foo?.StringValue?.ToString(); // 每一截類型相同支持接龍
var bar = foo?.IntValue?.ToString(); // 每一截類型不一樣，不能接龍，由於結果類型沒法肯定

若是是調用索引器，則不須要符號 .，好比：

var foo = new[] { 1, 2, 3 };
var bar = foo?[1]; // 至關於 foo == null ? null : foo[1]

空聯合操做符 ??，當左邊爲空時則返回右邊的值，不然返回左邊的值。一樣，每一截的類型相同時支持接龍。

var fizz = foo.GetBar() ?? bar;
var buzz = foo ?? bar ?? fizz;

=> Lambda 操做符

Lambda 操做符，即 =>，它用來定義 Lambda 表達式，也被普遍用於 LINQ 查詢。它的通常定義形式以下：

(input parameters) => expression

示例：

string[] words = { "cherry", "apple", "blueberry" };
int minLength = words.Min((string w) => w.Length);

實際應用中咱們通常省略參數的類型聲明：

int minLength = words.Min(w => w.Length);

Lambda 操做符的後面能夠是表達式，能夠是語句，也能夠是語句塊，好比：

// 表達式
(int x, int y) => x + y

// 語句
(string x) => Console.WriteLine(x)

// 語句塊
(string x) => {
    x += " says Hello!";
    Console.WriteLine(x);
}

這個操做符也能夠很方便的用來定義委託方法（其實 Lambda 操做符就是由委託演變而來）。

單獨定義委託方法：

void MyMethod(string s)
{
    Console.WriteLine(s + " World");
}
delegate void TestDelegate(string s);
TestDelegate myDelegate = MyMethod;
myDelegate("Hello");

使用 Lambda 操做符：

delegate void TestDelegate(string s);
TestDelegate myDelegate = s => Console.WriteLine(s + " World");
myDelegate("Hello");

在一個類中，當實現體只有一句代碼時，也能夠用 Lambda 操做符對方法和 Setter / Getter 進行簡寫：

public class Test
{
    public int MyProp { get => 123; }
    public void MyMethod() => Console.WriteLine("Hello!");
}

以上是幾種比較有表明性的操做符的「騷」操做，固然還有，但大多都過於基礎，你們都知道，就不總結了。

C# 雖然目前不是最受歡迎的語言，但確實是一門優美的語言，其中少不了這些操做符語法糖帶來的功勞。

參考：https://bit.ly/3h5yKNr