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 иди 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.

Существуют две формы операторов преобразования: явная и неявная.

public static explicit operator целевой_тип(исходный_тип v) { return значение; }

public static implicit operator целевой_тип(исходный_тип v) { return значение; }

где целевой_тип обозначает тот тип, в который выполняется преобразование; исходный_тип — тот тип, который преобразуется; значение — конкретное значение, приобретаемое классом после преобразования. Операторы преобразования возвращают данные, имеющие целевой_тип, причем указывать другие возвращаемые типы данных не разрешается.

Если оператор преобразования указан в неявной форме (implicit), то преобразование 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.

Создадим оператор преобразования специально для класса ThreeD, чтобы продемонстрировать 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.

public static implicit operator int(ThreeD op1)

{

return op1.x * op1.y * op1.z;

}

_____________________________________________________________________________________

//пример применения оператора неявного преобразования

using System;

class ThreeD

{

int x, y, z;

public ThreeD() { x = y = z = 0; }

public ThreeD(int i, int j, int k) { x = i; y = 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.y = op1.y + op2.y;

result.z = op1.z + op2.z;

return result;

}

//неявное преобразование обьекта типа Threed к типу int

public static implicit operator int(ThreeD op1)

{

return op1.x * op1.y * op1.z;

}

//вывести координаты X, Y, Z.

public void Show()

{

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

}

}

class ThreeDDemo

{

static void Main()

{

ThreeD a = new ThreeD(1, 2, 3);

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

ThreeD c = new ThreeD();

int i;

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

a.Show();

Console.WriteLine();

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

b.Show();

Console.WriteLine();

c = a + 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);

}

}

Оператор неявного преобразования применяется автоматически в следующих случаях: 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 только тогда, когда производится явное приведение типов. В таком случае оператор явного преобразования не вызывается автоматически.

//пример применения оператора неявного преобразования

using System;

class ThreeD

{

int x, y, z;

public ThreeD() { x = y = z = 0; }

public ThreeD(int i, int j, int k) { x = i; y = 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.y = op1.y + op2.y;

result.z = op1.z + op2.z;

return result;

}

//выполнить явное преобразование обьекта типа Threed к типу int

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 + ", " + y + ", " + z);

}

}

class ThreeDDemo

{

static void Main()

{

ThreeD a = new ThreeD(1, 2, 3);

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

ThreeD c = new ThreeD();

int i;

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

a.Show();

Console.WriteLine();

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

b.Show();

Console.WriteLine();

c = a + b;

Console.Write("Результат сложения a + b: ");

c.Show();

Console.WriteLine();

i = (int)a; //преобразовать в тип int

Console.WriteLine("Результат присваивания i = a: " + i);

Console.WriteLine();

i = (int)a * 2 - (int)b; //преобразовать в тип int

Console.WriteLine("Результат вычисления выражения a * 2 - b: " + i);

}

}

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 обинтерфейсах — в главе 12.)

Несмотря на все преимущества неявных преобразований, к ним следует прибегать только в тех случаях, когда преобразованию не свойственны ошибки. Во избежание 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 преобразование.