使用 C# 扩展方法的运算符重载答案

【问题标题】：Operator Overloading with C# Extension Methods使用 C# 扩展方法的运算符重载
【发布时间】：2010-09-15 10:02:44
【问题描述】：

我正在尝试使用扩展方法向 C# StringBuilder 类添加运算符重载。具体来说，给定StringBuildersb，我希望sb += "text" 等同于sb.Append("text")。

这是为StringBuilder 创建扩展方法的语法：

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

它成功地将blah扩展方法添加到StringBuilder。

不幸的是，运算符重载似乎不起作用：

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

除其他问题外，此上下文中不允许使用关键字 this。

是否可以通过扩展方法添加运算符重载？如果是这样，正确的方法是什么？

【问题讨论】：

虽然乍一看这似乎是一个很酷的想法，但请考虑 var otherSb = sb + "hi";

标签： c# extension-methods operator-overloading

【解决方案1】：

目前这是不可能的，因为扩展方法必须在静态类中，而静态类不能有运算符重载。但是feature is being discussed for some future release of C#。 Mads 谈到了更多关于实现它in this video from 2017。

关于目前未实施的原因，C# 语言 PM 的 Mads Torgersen 说：

...对于 Orcas 版本，我们决定采取谨慎的态度并添加只有常规的扩展方法，如与扩展属性相反，事件、运算符、静态方法等等常规扩展方法是我们需要 LINQ 的东西，他们有一个语法上最小的设计，有些人不容易模仿其他成员类型。

我们越来越意识到其他种类的扩展成员可能有用，所以我们将返回虎鲸之后就到了这个问题。不不过保证！

在同一篇文章中进一步说明：

很遗憾地报告我们不会在下一个版本中执行此操作。我们确实非常重视扩展成员认真地在我们的计划中，并花费了很多努力试图让他们是的，但最后我们无法得到它足够顺利，并决定给其他有趣的功能。

这仍然是我们未来的雷达发布。有什么帮助是如果我们得到大量引人注目的场景这有助于推动正确的设计。

【讨论】：

此页面已被撤下；此问题仍未解决。
太糟糕了。我只是想添加一个运算符来将 TimeSpan 乘以标量值... :(
我希望实现同样的概念，将 String 转换为 PowerShell ScriptBlock。
@SparK ^ 是 C# 中的异或运算符
@SuperJMN 是的，仍在考虑中，但不适用于 c# 8.0。它没有成功

【解决方案2】：

如果您控制要使用此“扩展运算符”的位置（无论如何您通常都使用扩展方法），您可以执行以下操作：

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;
  }

}

StringBuilderWrapper 类从StringBuilder 声明一个implicit conversion operator 并且声明所需的+ 运算符。这样，StringBuilder 可以传递给ReceiveImportantMessage，它会被静默转换为StringBuilderWrapper，其中可以使用+ 运算符。

为了使这一事实对调用者更加透明，您可以将 ReceiveImportantMessage 声明为采用 StringBuilder 并使用如下代码：

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

或者，要在您已经使用 StringBuilder 的地方内联使用它，您可以简单地这样做：

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

我创建了a post，使用类似的方法使IComparable 更易于理解。

【讨论】：

@Leon：我真的是想创作它，而不是继承它。无论如何，我不能继承它，因为它是密封的。
@Leon：这是这项技术的核心。我可以这样做，因为在 StringBuilderWrapper 中声明了一个 implicit conversion operator，这使得它成为可能。
@pylover：你说得对，这需要创建一个新类型，它将包装StringBuilder 类型并从中提供一个隐式转换运算符。之后，它可以与字符串文字一起使用，如示例所示：sb += "Hello World!";
那么我建议给String添加一个扩展方法：PushIndent(" ".X(4))（也可以称为Times）。或者也许使用这个构造函数：PushIndent(new String(' ', 4)).
@Jordão：很好的答案；）

【解决方案3】：

目前看来这是不可能的 - 有一个开放的反馈问题要求在 Microsoft Connect 上使用此功能：

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

建议它可能会出现在未来的版本中，但不会在当前版本中实现。

【讨论】：

你到底是什么意思，“目前不可能？”在 CLR 中一定是可能的，因为 F# 支持扩展一切。
我认为他的意思是在 C# 中是不可能的，而不是在 CLR 中。无论如何，整个扩展方法都是一个 C# 编译器技巧。
链接已失效。

【解决方案4】：

哈！对于sb += (thing)，我正在以完全相同的愿望查找“扩展运算符重载”。

在阅读了此处的答案（并看到答案为“否”）后，出于我的特殊需要，我采用了一种结合了sb.AppendLine 和sb.AppendFormat 的扩展方法，看起来比任何一个都更整洁。

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);

不是一个一般性的答案，但可能会引起未来寻求此类事物的人的兴趣。

【讨论】：

我认为如果您将扩展方法命名为 AppendLine 而不是 Line，它会更好读。

【解决方案5】：

虽然无法使用运算符，但您始终可以创建 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;    
        }
    }


}

【讨论】：

【解决方案6】：

可以使用包装器和扩展来装配它，但无法正确完成。你以完全违背目的的垃圾结束。我在这里某处发了一个帖子，可以做到这一点，但它毫无价值。

顺便说一句所有数字转换都会在需要修复的字符串生成器中创建垃圾。我必须为确实有效的包装器编写一个包装器并使用它。值得细读。

【讨论】：