C#最常见的重载是构造函数重载，各种方法包括ToString()也可以重载，运算符+-*/也可以重载，今天我们就来说说运算符重载。
一、简介
C# 允许用户定义的类型通过使用 operator 关键字定义静态成员函数来重载运算符。注意必须用public修饰且必须是类的静态的方法。但并非所有内置运算符都可以被重载，详见表1：
| 运算符 | 可重载性 |
| +、-、!、~、++、--、true、false | 可以重载这些一元运算符， true和false运算符必须成对重载 |
| +、-、*、/、%、&、|、^、<<、>> | 可以重载这些二元运算符 |
| ==、!=、<、>、<=、>= | 可以重载比较运算符，必须成对重载 |
| &&、|| | 不能重载条件逻辑运算符，但可以使用能够重载的&和|进行计算 |
| [] | 不能重载数组索引运算符，但可以定义索引器 |
| () | 不能重载转换运算符，但可以定义新的转换运算符（请参见 explicit 和 implicit） |
| +=、-=、*=、/=、%=、&=、|=、^=、<<=、>>= | 不能显式重载赋值运算符，在重写单个运算符如+、-、%时，它们会被 隐式重写 |
| =、.、?:、->、new、is、sizeof、typeof | 不能重载这些运算符 |
表1
二、声明
operator 关键字用于在类或结构声明中声明运算符。运算符声明可以采用下列四种形式之一：
-
public static result-type operator unary-operator ( op-type operand )
-
public static result-type operator binary-operator ( op-type operand, op-type2 operand2 )
-
public static implicit operator conv-type-out ( conv-type-in operand )
-
public static explicit operator conv-type-out ( conv-type-in operand )
参数说明：
result-type：运算符的结果类型。
unary-operator：下列运算符之一：+ - ! ~ ++ — true false
op-type：第一个（或唯一一个）参数的类型。
operand：第一个（或唯一一个）参数的名称。
binary-operator：其中一个：+ - * / % & | ^ << >> == != > < >= <=
op-type2：第二个参数的类型。
operand2：第二个参数的名称。
conv-type-out：类型转换运算符的目标类型。
conv-type-in：类型转换运算符的输入类型。
注意：
1、运算符重载的声明方式：operator 关键字告诉编译器，它实际上是一个运算符重载，后面是相关运算符的符号。
2、运算符只能采用值参数，不能采用ref或out参数。可参考注意事项一实例。
3、前两种形式声明了用户定义的重载内置运算符的运算符。op-type 和 op-type2 中至少有一个必须是封闭类型（即运算符所属的类型，或理解为自定义的类型）。例如，这将防止重定义整数加法运算符。可参考注意事项二实例。
4、后两种形式声明了转换运算符。conv-type-in 和 conv-type-out 中正好有一个必须是封闭类型（即转换运算符只能从它的封闭类型转换为其他某个类型，或从其他某个类型转换为它的封闭类型）。
5、对于二元运算符，第一个参数是放在运算符左边的值，一般命名为lhs；第二个参数是放在运算符右边的值，一般命名为rhs。
6、C#要求所有的运算符重载都声明为public和static，必须是类的静态方法，这表示它们与它们的类或结构相关联，而不是与实例相关联。
public class Student { public int Age { get; set; } public string Name { get; set; } public Student() { } public Student(int age, string name) { this.Age = age; this.Name = name; } //语法错误：ref和out参数在此上下文中无效(去掉ref和out关键字即可). public static Student operator +(ref Student stu1,out Student stu2) { return new Student(stu1.Age + stu2.Age, stu1.Name + "+++" + stu2.Name); } }
public class Student { public int Age { get; set; } public string Name { get; set; } public Student() { } public Student(int age, string name) { this.Age = age; this.Name = name; } //编译错误：二元运算符的参数之一必须是包含类型(参数c1、c2中有一个类型为Student即可). public static Student operator +(int c1, int c2) { return new Student(c1 + c2, "晓菜鸟"); } }
比较运算符的重载：
a、C#要求成对重载比较运算符，如果重载了==，也必须重载！=，否则会产生编译错误。
b、比较运算符必须返回bool类型的值，这是与其他算术运算符的根本区别。
c、在重载==和！=时，还应该重载从System.Object中继承的Equals()和GetHashCode()方法，否则会产生一个编译警告，原因是Equals方法应执行与==运算符相同的相等逻辑。
d、C# 不允许重载=运算符，但如果重载例如+运算符，编译器会自动使用+运算符的重载来执行+=运算符的操作。
e、任何运算符声明的前面都可以有一个可选的属性（C# 编程指南）列表。
重点：
运算符重载其实就是函数重载。首先通过指定的运算表达式调用对应的运算符函数，然后再将运算对象转化为运算符函数的实参，接着根据实参的类型来确定需要调用的函数的重载，这个过程是由编译器完成。
public class UserController : Controller { public ActionResult Index() { Student student = new Student(18, "博客园"); var resultOne = student + 3; var resultTwo = student + "晓菜鸟"; return View(); } } public class Student { public int Age { get; set; } public string Name { get; set; } public Student() { } public Student(int age, string name) { this.Age = age; this.Name = name; } public static Student operator +(Student stu, int c2) { return new Student(stu.Age + c2, stu.Name + "-晓菜鸟"); } public static Student operator +(Student stu, string suffix) { return new Student(stu.Age + 11, stu.Name + suffix); } }
三、实例
public class UserController : Controller { public ActionResult Index() { string message = string.Empty; Student stuA = new Student(1, 18, "晓菜鸟"); Student stuB = new Student(2, 21, "博客园"); Student stuC = new Student(1, 23, "攻城狮"); message = stuA.Name + (stuA == stuC ? "是" : "不是") + stuC.Name + "
"; message += stuA.Name + (stuA != stuB ? "不是" : "是") + stuB.Name + "
"; message += stuA; ViewData.Model = message; return View(); } } public class Student { public int Id { get; set; } public int Age { get; set; } public string Name { get; set; } public Student() { } public Student(int id,int age, string name) { this.Id = id; this.Age = age; this.Name = name; } //重载ToString(),自定义格式化输出. public override string ToString() { return "编号:" + Id + "；姓名：" + Name + "；年龄：" + Age; } } public class Teacher { public int Id { get; set; } public string Name { get; set; } public int Duties { get; set; } //重载运算符"+"，计算两个学生的年龄总和. public static Student operator +(Student lhs, Student rhs) { return new Student(0, lhs.Age + rhs.Age, lhs.Name + " 和 " + rhs.Name); } //重载运算符"-"，计算两个学生的年龄差. public static Student operator -(Student lhs, Student rhs) { return new Student(0, Math.Abs(lhs.Age - rhs.Age), lhs.Name + " 和 " + rhs.Name); } //重载==运算符，同一Id的学生默认为同一个人. public static bool operator ==(Student lhs, Student rhs) { return lhs.Id == rhs.Id; } //比较运算符必须成对重载. public static bool operator !=(Student lhs, Student rhs) { return !(lhs == rhs); } }
编译"运算符重载实例一"将产生错误，错误信息：二元运算符的参数之一必须是包含类型。这里的错误跟我们上面的"注意事项二实例"的错误大同小异，因为在Teacher类中，他不知道Student是什么，只有Student自己知道。只有Student才能决定自己能不能"+-"，而不能让别人决定。operator + 相当于一个函数，我们可以这样去理解，operator +(op-type operand, op-type2 operand2) 等于 op-type.operator +(operand,operand2) 或者 op-type2.operator +(operand,operand2)。
public ActionResult Index() { string message = string.Empty; Student stuA = new Student(1, 18, "晓菜鸟"); Student stuB = new Student(2, 21, "博客园"); Student stuC = new Student(1, 23, "攻城狮"); message = stuA.Name + (stuA == stuC ? "是" : "不是") + stuC.Name + "
"; message += stuA.Name + (stuA != stuB ? "不是" : "是") + stuB.Name + "
"; Student stuSum = stuA + stuC; Student stuDiffe = stuA - stuB; message += stuSum.Name + "的年龄总和为：" + stuSum.Age + "
"; message += stuDiffe.Name + "的年龄差为：" + stuDiffe.Age + "
"; message += stuA; ViewData.Model = message; return View(); } } public class Student { public int Id { get; set; } public int Age { get; set; } public string Name { get; set; } public Student() { } public Student(int id,int age, string name) { this.Id = id; this.Age = age; this.Name = name; } //重载运算符"+"，计算两个学生的年龄总和. public static Student operator +(Student lhs, Student rhs) { return new Student(0, lhs.Age + rhs.Age, lhs.Name + " 和 " + rhs.Name); } //重载运算符"-"，计算两个学生的年龄差. public static Student operator -(Student lhs, Student rhs) { return new Student(0, Math.Abs(lhs.Age - rhs.Age), lhs.Name + " 和 " + rhs.Name); } //重载==运算符，同一Id的学生默认为同一个人. public static bool operator ==(Student lhs, Student rhs) { return lhs.Id == rhs.Id; } //比较运算符必须成对重载. public static bool operator !=(Student lhs, Student rhs) { return !(lhs == rhs); } //重载ToString(),自定义格式化输出. public override string ToString() { return "编号:" + Id + "；姓名：" + Name + "；年龄：" + Age; } } public class Teacher { public int Id { get; set; } public string Name { get; set; } public int Duties { get; set; } }
"运算符重载实例二"是完全没有问题的，这个时候我们想一个问题，将如我们的Teacher类也涉及到求教师年龄的总和和差值怎么办？难道只能重写一遍？不知道您有什么好的思路和见解，不妨在评论里面留下您的看法！请多多指教，晓菜鸟不胜感激！
我这里想到的就是继承，让子类去继承父类的重载！请看"运算符重载实例三"。
public class UserController : Controller { public ActionResult Index() { string message = string.Empty; Teacher teaA = new Teacher(11, 30, "刘主任", "教导室主任"); Teacher teaB = new Teacher(12, 45, "吕老师", "校长助理"); Teacher teaC = new Teacher(11, 27, "刘老师", "小二班班主任"); Student stuOne = new Student(1, 18, "晓菜鸟"); Student stuTwo = new Student(2, 21, "博客园"); Student stuThree = new Student(1, 23, "攻城狮"); message = stuOne.Name + (stuOne == stuThree ? "是" : "不是") + stuThree.Name + "
"; message += stuOne.Name + (stuOne != stuTwo ? "不是" : "是") + stuTwo.Name + "
"; message += string.Format("{0}和{1}的年龄总和为：{2}
", stuOne.Name, stuThree.Name, stuOne + stuThree); message += string.Format("{0}和{1}的年龄差为：{2}
", stuOne.Name, stuTwo.Name, stuOne - stuTwo); message += stuOne; ViewData.Model = message; return View(); } } public class Student:People { public Student() { } public Student(int id,int age, string name) { this.Id = id; this.Age = age; this.Name = name; } //重载ToString(),自定义格式化输出. public override string ToString() { return "编号:" + Id + "；姓名：" + Name + "；年龄：" + Age; } } public class Teacher:People { ///职务 public string Duties { get; set; } public Teacher() { } public Teacher(int id, int age, string name, string duties) { this.Id = id; this.Age = age; this.Name = name; this.Duties = duties; } } //abstract:抽象类用做基类,不能被实例化,用途是派生出其他非抽象类. public abstract class People { public int Id { get; set; } public int Age { get; set; } public string Name { get; set; } //重载运算符"+"，计算年龄总和. public static int operator +(People lhs, People rhs) { return lhs.Age + rhs.Age; } //重载运算符"-"，计算年龄差. public static int operator -(People lhs, People rhs) { return Math.Abs(lhs.Age - rhs.Age); } //重载==运算符，Id相同则视为相等. public static bool operator ==(People lhs, People rhs) { return lhs.Id == rhs.Id; } //比较运算符必须成对重载. public static bool operator !=(People lhs, People rhs) { return !(lhs == rhs); } }
"运算符重载实例三"运行结果图：
关于运算符重载的内容就先介绍到这里，下一篇博客可能会写关于类型转换重载方面的问题，加油，晓菜鸟！