使用 C# 擴展方法重載運算符

Question

我正在嘗試使用擴展方法將運算符重載添加到 C# StringBuilder class。具體來說，給定StringBuilder sb ，我希望sb += "text"等效於sb.Append("text") 。

下面是為StringBuilder創建擴展方法的語法：

public static class sbExtensions
{
    public static StringBuilder blah(this StringBuilder sb)
    {
        return sb;
    }
} 

它成功地將blah擴展方法添加到StringBuilder 。

不幸的是，運算符重載似乎不起作用：

public static class sbExtensions
{
    public static StringBuilder operator +(this StringBuilder sb, string s)
    {
        return sb.Append(s);
    }
} 

除其他問題外，此上下文中不允許使用關鍵字this 。

是否可以通過擴展方法添加運算符重載？ 如果是這樣，請問 go 的正確方法是什么？

Answer 1

這目前是不可能的，因為擴展方法必須在靜態類中，而靜態類不能有運算符重載。 但是正在為 C# 的某些未來版本討論該功能。 Mads 在 2017 年的這段視頻中更多地談到了實施它。

C# 語言 PM 的 Mads Torgersen 說：

...對於 Orcas 版本，我們決定采取謹慎的方法，只添加常規擴展方法，而不是擴展屬性、事件、運算符、靜態方法等。常規擴展方法是我們 LINQ 所需要的，並且它們具有一種語法上最小的設計，對於其他一些成員類型無法輕易模仿。

我們越來越意識到其他類型的擴展成員可能有用，因此我們將在 Orcas 之后回到這個問題。 但是沒有保證！

在同一篇文章的下面進一步說明：

我很遺憾地報告，我們將不會在下一個版本中這樣做。 我們確實在我們的計划中非常重視擴展成員，並花了很多精力試圖讓他們正確，但最終我們無法讓它足夠順利，並決定讓位於其他有趣的功能。

這仍然在我們未來版本的雷達上。 如果我們獲得大量引人注目的場景來幫助推動正確的設計，那么將會有所幫助。

Answer 2

如果您控制要使用此“擴展運算符”的位置（無論如何您通常都會使用擴展方法），您可以執行以下操作：

class Program {

  static void Main(string[] args) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    ReceiveImportantMessage(sb);
    Console.WriteLine(sb.ToString());
  }

  // the important thing is to use StringBuilderWrapper!
  private static void ReceiveImportantMessage(StringBuilderWrapper sb) {
    sb += "Hello World!";
  }

}

public class StringBuilderWrapper {

  public StringBuilderWrapper(StringBuilder sb) { StringBuilder = sb; }
  public StringBuilder StringBuilder { get; private set; }

  public static implicit operator StringBuilderWrapper(StringBuilder sb) {
    return new StringBuilderWrapper(sb);
  }

  public static StringBuilderWrapper operator +(StringBuilderWrapper sbw, string s) { 
      sbw.StringBuilder.Append(s);
      return sbw;
  }

} 

所述StringBuilderWrapper類聲明的隱式轉換運算符從一個StringBuilder ，並聲明所需的+運算符。 這樣，可以將StringBuilder傳遞給ReceiveImportantMessage ，后者將被靜默轉換為StringBuilderWrapper ，其中可以使用+運算符。

為了使這個事實對調用者更透明，您可以將ReceiveImportantMessage聲明為采用StringBuilder並使用如下代碼：

  private static void ReceiveImportantMessage(StringBuilder sb) {
    StringBuilderWrapper sbw = sb;
    sbw += "Hello World!";
  }

或者，要在您已經使用StringBuilder地方使用它，您可以簡單地執行以下操作：

 StringBuilder sb = new StringBuilder();
 StringBuilderWrapper sbw = sb;
 sbw += "Hello World!";
 Console.WriteLine(sb.ToString());

我創建了一篇關於使用類似方法使IComparable更易於理解的帖子。

Answer 3

目前看來這是不可能的 - 有一個開放的反饋問題要求在 Microsoft Connect 上使用此功能：

http://connect.microsoft.com/VisualStudio/feedback/ViewFeedback.aspx?FeedbackID=168224

暗示它可能會出現在未來的版本中，但未在當前版本中實現。

Answer 4

哈！ 對於sb += (thing) ，我正在以完全相同的願望查找“擴展運算符重載”。

在閱讀了這里的答案（並且看到答案是“否”）之后，對於我的特殊需求，我使用了一個結合了sb.AppendLine和sb.AppendFormat的擴展方法，並且看起來比任何一個都更整潔。

public static class SomeExtensions
{
    public static void Line(this StringBuilder sb, string format, params object[] args)
    {
        string s = String.Format(format + "\n", args);
        sb.Append(s);
    }
}

所以，

sb.Line("the first thing is {0}", first);
sb.Line("the second thing is {0}", second);

不是一般性的答案，但可能對未來尋找此類事物的尋求者感興趣。

Answer 5

盡管不可能使用運算符，但您始終可以創建 Add（或 Concat）、Subtract 和 Compare 方法....

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;    

namespace Whatever.Test
{
    public static class Extensions
    {
        public static int Compare(this MyObject t1, MyObject t2)
        {
            if(t1.SomeValueField < t2.SomeValueField )
                return -1;
            else if (t1.SomeValueField > t2.SomeValueField )
            {
                return 1;
            }
            else
            {
                return 0;
            }
        }

        public static MyObject Add(this MyObject t1, MyObject t2)
        {
            var newObject = new MyObject();
            //do something  
            return newObject;

        }

        public static MyObject Subtract(this MyObject t1, MyObject t2)
        {
            var newObject= new MyObject();
            //do something
            return newObject;    
        }
    }


}

Answer 6

可以用包裝器和擴展件來裝配它，但不可能正確地做到這一點。 你以完全違背目的的垃圾結束。 我在這里的某個地方有一個帖子可以做到這一點，但它毫無價值。

順便說一句，所有數字轉換都會在需要修復的字符串生成器中產生垃圾。 我不得不為那個工作的東西寫一個包裝器，我使用它。 那值得細讀。

Answer 7

以前的答案似乎仍然是正確的，這在 C# 中沒有實現。但是，您可以通過多一點代碼來獲得非常接近的結果。

選項1，StringBuilder周圍的包裝器class

像這樣：

public static class ExtStringBuilder
{
    public class WStringBuilder
    {
        private StringBuilder _sb { get; }
        public WStringBuilder(StringBuilder sb) => _sb = sb;
        public static implicit operator StringBuilder(WStringBuilder sbw) => sbw._sb;
        public static implicit operator WStringBuilder(StringBuilder sb) => new WStringBuilder(sb);
        public static WStringBuilder operator +(WStringBuilder sbw, string s) => sbw._sb.Append(s);
    }
    public static WStringBuilder wrap(this StringBuilder sb) => sb;
}

用法如下：

StringBuilder sb = new StringBuilder();
// requires a method call which is inconvenient
sb = sb.wrap() + "string1" + "string2";

要么：

WStringBuilder sbw = new StringBuilder();
sbw = sbw + "string1" + "string2";
// you can pass sbw as a StringBuilder parameter
methodAcceptsStringBuilder(sbw);
// but you cannot call methods on it
// this fails: sbw.Append("string3");

您可以以完全相同的方式為string而不是StringBuilder創建一個包裝器，這可能更合適，但在這種情況下，您可能會包裝許多string對象而不是 1 個StringBuilder object。

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正如另一個答案所指出的那樣，這種策略似乎違背了擁有運營商的很多目的，因為根據用例，您使用它的方式會發生變化。 所以感覺有點尷尬。

在這種情況下，我同意，僅僅替換像StringBuilder的Append方法這樣的方法，開銷就太大了。 但是，如果您要在運算符后面放置更復雜的東西（例如需要 for 循環的東西），您可能會發現這對您的項目來說是一個方便的解決方案。