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); } }

Оператор преобразования теперь указан в явной форме, и поэтому преобразова ние должно быть явно приведено к типу int. Например, следующая строка кода не будет скомпилирована, если исключить приведение типов. i = (int) а; // преобразовать в тип int явно, // поскольку указано приведение типов

На операторы преобразования накладывается ряд следующих ограничений.

Исходный или целевой тип преобразования должен относиться к классу, для которого объявлено данное преобразование. В частности, нельзя переопределить преобразование в тип int, если оно первоначально указано как преобразование в тип double.

Нельзя указывать преобразование в класс object или же из этого класса.

Для одних и тех же исходных и целевых типов данных нельзя указывать одновременно явное и неявное преобразование.

Нельзя указывать преобразование базового класса в производный класс. (Подробнее о базовых и производных классах речь пойдет в главе 11.)

Нельзя указывать преобразование в интерфейс или же из него. (Подробнее об интерфейсах — в главе 12.)

Помимо указанных выше ограничений, имеется ряд рекомендаций, которыми обычно руководствуются при выборе операторов явного или неявного преобразова ния. Несмотря на все преимущества неявных преобразований, к ним следует прибе гать только в тех случаях, когда преобразованию не свойственны ошибки. Во избежа ние подобных ошибок неявные преобразования должны быть организованы только в том случае, если удовлетворяются следующие условия. Во-первых, информация не теряется, например, в результате усечения, переполнения или потери знака. И во- вторых, преобразование не приводит к исключительной ситуации. Если же неявное преобразование не удовлетворяет этим двум условиям, то следует выбрать явное пре образование. Рекомендации и ограничения по перегрузке операторов

Действие перегружаемого оператора распространяется на класс, для которого он определяется, и никак не связано с его первоначальным применением к данным встро енных в C# типов. Но ради сохранения ясности структуры и удобочитаемости исходно го кода перегружаемый оператор должен, по возможности, отражать основную суть своего первоначального назначения. Например, назначение оператора + для класса ThreeD по сути не должно заметно отличаться от его назначения для целочисленных типов данных. Если бы, например, определить оператор + относительно некоторого класса таким образом, чтобы по своему действию он стал больше похожим на опера тор /, то вряд ли от этого было бы много проку. Главный принцип перегрузки опера торов заключается в следующем: несмотря на то, что перегружаемый оператор может получить любое назначение, ради ясности новое его назначение должно быть так или иначе связано с его первоначальным назначением.

На перегрузку операторов накладывается ряд ограничений. В частности, нельзя из менять приоритет любого оператора или количество операндов, которое требуется для оператора, хотя в операторном методе можно и проигнорировать операнд. Кроме того, имеется ряд операторов, которые нельзя перегружать. А самое главное, что пере грузке не подлежит ни один из операторов присваивания, в том числе и составные, как, например, оператор +=. Ниже перечислены операторы, которые нельзя перегру жать. Среди них имеются и такие операторы, которые будут рассматриваться далее в этой книге. && . ? ?? [] || = => -> as checked default is new sizeof typeof unchecked