在C#中扩展现有结构以添加运算符

Question

我希望扩展.NET内置的Color结构，以添加新的运算符，如+或-。 我将使用它们像这样：

Color c1 = Color.FromName("Red");
Color c2 = Color.FromName("Blue");
Color result = c2 - c1;

是否可能？如果是，怎么做呢？

- Can Poyrazoğlu

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我不确定这是否可以完成，但我非常好奇'red - blue'的结果会是什么？ - n8wrl

@n8wrl：确实很奇怪，但我希望“-”符号可以从另一个RGB值中移除该颜色的任何值。 - Yuck

@n8wrl 无论紫色的相反颜色是什么，可能就是那个了 :-) - Adam Houldsworth

好的，大家不要再考虑 Color 了，以避免进一步的混淆。毕竟这是一个 C# 的问题 :) 告诉我们是否可以通过运算符扩展现有的结构体。 - Can Poyrazoğlu

@asawyer：你说得对；我们曾考虑在C# 4.0中添加扩展运算符，但最终没有时间和预算。也许在一个假设的未来版本中会加入。 - Eric Lippert

Answer 1

使用内置运算符无法完成此操作。

但是，您可以编写扩展方法来模拟它：

public static class Extensions
{
    public static Color Substract(this Color color, Color theOtherColor)
    {
        //perform magic here! 
        //be sure to return something or this won't compile
    }
}

Color c1 = Color.FromName("Red");
Color c2 = Color.FromName("Blue");
Color result = c2.Subtract(c1);

- asawyer

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你的语法在定义 Color 的扩展方法时是错误的。必须是一个带有 static 方法的 static 类。 - Yuck

我刚刚注意到我漏掉了“static”修饰符。 - asawyer

@asawyer，请删除return null。Color是一个值类型。 - Kirill Polishchuk

@Kirill 好吧，这只是为了表达想法，所以才有关于魔法的评论。 - asawyer

Answer 2

正如其他人建议的那样，您可以选择使用扩展方法或装饰器模式。

但是，请考虑到Color具有相当数量的属性和方法，因此将它们全部从装饰器类重定向到包装的Color结构将意味着编写大量样板代码。如果您选择这条路线，确实可以定义运算符甚至是从您的类到Color以及另一个方向的隐式转换（以便更可互换地使用它们），例如：

public class MyColor {
    public System.Drawing.Color val;

    public MyColor(System.Drawing.Color color)
    {
        this.val = color;
    }

    public static MyColor AliceBlue 
    {
        get {
            return new MyColor(System.Drawing.Color.AliceBlue);
        }
    }

    public override string ToString()
    {
        return val.ToString();
    }
    // .... and so on....

    // User-defined conversion from MyColor to Color
    public static implicit operator System.Drawing.Color(MyColor c)
    {
        return c.val;
    }
    //  User-defined conversion from Color to MyColor
    public static implicit operator MyColor(System.Drawing.Color c)
    {
        return new MyColor(c);
    }
}

进行测试：

MyColor c = System.Drawing.Color.AliceBlue; // assigning a Color to a MyColor
                                            // thanks to the implicit conversion
Console.WriteLine(c.ToString()); // writes "Color [AliceBlue]"

- Paolo Falabella

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这是一个非常好的示例供参考，但在我的当前情况下，它只会让一切变得更加困难。不过代码很棒，隐式操作符在编写代码时真的可以简化事情。 - Can Poyrazoğlu

@can poyrazoğlu 我同意。在你的情况下，我个人会使用扩展：我的例子更多是为了向您展示使用“大”结构体（如Color）的另一种方式会变得混乱无比。 - Paolo Falabella

Answer 3

C#中的结构体和类有许多相似之处，但其中一个不同之处是你不能对结构体进行子类化。你可以使用扩展方法实现Add() 或Subtract() 方法，但无法在扩展方法中编写操作符重载。

如果我是你，而且我真的想要扩展这种现有结构体的功能，我会将该结构体包装在自己的类中。

- iandotkelly

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+1 在这里使用扩展方法似乎是一个奇怪的地方。 - Yuck

Answer 4

看看扩展方法。

- Kirill Polishchuk

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我知道扩展方法，但只是想知道是否有使用运算符的可能性。 - Can Poyrazoğlu

请查看 @iandotkelly 的回答。 - Kirill Polishchuk

Answer 5

如果您无法扩展某个东西，也可以创建一个包装类或结构体。在许多情况下，组合实际上比扩展更强大和灵活。

它允许多重继承，您可以轻松升级/包装现有对象等。

我并不是说这是对这个问题的最佳答案，但肯定值得考虑。 :)

- Wouter Schut

Answer 6

我会说这些已经存在了，你是在谈论重新定义它们吗？这些是对颜色的 alpha 和 RGB 进行操作的。请参见下面：

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.windows.media.color.op_subtraction.aspx

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.windows.media.color.op_addition.aspx

- crlanglois

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OP所询问的Color对象存在于System.Drawing命名空间中，而不是您所引用的那个。 - Yuck

Answer 7

这是一个旧问题，但因为它出现在我的DuckDuckGo搜索中，我认为应该回答一下。

你可以在C#中做到这一点。现在你可以了，至少在9年前这个问题被提出时可能还不行。

查看此文档以获取所需的所有信息： https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/operators/operator-overloading 在结构体内部，它看起来像这样：

public static Fraction operator -(Fraction a, Fraction b)
        => a + (-b);

- h34dsp1nns

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你不能这样做。 有人问能否通过自定义运算符扩展内置的Color结构体。您提供的链接说明如下：(...) 运算符声明必须满足以下规则：(...) 在每种情况下，至少一个参数必须具有T或T？类型，其中T是包含运算符声明的类型。由于您无法将内容放入该内置Color结构的定义中，因此无法向其添加自定义运算符。 正如其他人指出的那样，最接近的方法可能是添加扩展方法，但它不可能是运算符。 - michi-b