后自增运算符重载

Question

我在尝试重载 C# 中的后增量运算符时遇到问题。 使用整数我们得到以下结果。

int n;

n = 10;
Console.WriteLine(n); // 10
Console.WriteLine(n++); // 10
Console.WriteLine(n); // 11

n = 10;
Console.WriteLine(n); // 10
Console.WriteLine(++n); // 11
Console.WriteLine(n); // 11

但是，当我使用类尝试它时，看起来对象被交换了。

class Account
{
    public int Balance { get; set; }
    public string Name { get; set; }

    public Account(string name, int balance)
    {
        Balance = balance;
        Name = name;
    }

    public override string ToString()
    {
        return Name + " " + Balance.ToString();
    }

    public static Account operator ++(Account a)
    {
        Account b = new Account("operator ++", a.Balance);
        a.Balance += 1;
        return b;
    }

    public static void Main()
    {
        Account a = new Account("original", 10);

        Console.WriteLine(a); // "original 10"

        Account b = a++;

        Console.WriteLine(b); // "original 11", expected "operator ++ 10"
        Console.WriteLine(a); // "operator ++ 10", expected "original 11"
    }
}

调试应用程序时，重载的运算符方法返回具有旧值 (10) 的新对象，而通过引用传递的对象具有新值 (11)，但最终对象被交换。 为什么会发生这种情况？

Answer 1

我的第一个想法是指出 ++ 的正常语义是就地修改。 如果你想模仿你会写：

public static Account operator ++(Account a)
{
    a.Balance += 1;
    return a;
}

而不是创建一个新对象。

但后来我意识到你试图模仿后期增量。

所以我的第二个想法是“不要这样做”——语义根本不能很好地映射到对象上，因为“使用”的值实际上是一个可变的存储位置。 但没有人喜欢被随机的陌生人告诉“不要这样做”，所以我会让 微软告诉你不要这样做。 我担心他们对此类问题的决定是最终的。

PS 至于为什么它这样做，你实际上是重写了前增量运算符，然后使用它就像它是后增量运算符。

Answer 2

关键在于理解 Account b = a++; 行的工作原理。 考虑到代码的编写方式，这一行与此等效：

Account b = a;
a++;

这就是它将执行的顺序。有效赋值（1）发生在增量之前。 因此，这一行的第一个效果是 a 和 b 都引用原始对象 a。

现在将评估 ++ 部分。 在运算符方法内部，我们增加原始对象的Balance。 此时，a 和 b 都指向原始数据，Balance 为 11，b 将继续这样做。

但是，您已在运算符方法内创建了一个新对象，并将其作为运算符的输出返回。 a 现在将更新为指向新创建的对象。

因此，a 现在指向一个新对象，而 b 继续指向原始对象。 这就是 WriteLine 输出出现交换的原因。

正如 @MarkusQ 指出的， ++​​ 运算符旨在进行就地修改。 通过生成一个新对象，您就打破了这个假设。 对象上的运算符重载是一个棘手的主题，这是一个很好的例子，说明了为什么在大多数情况下最好避免重载。

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1 - 为了准确起见，在处理对象上的运算符时，赋值实际上并不发生在增量之前，但在这种情况下最终结果是相同的。 实际上，复制了原始对象引用，对原始对象进行操作，然后将复制的引用分配给左侧变量。 如果你假装赋值首先发生，那么解释起来会更容易。

真正发生的是：

Account b = a++;

由于 ++ 运算符在对象上的工作方式，结果是这样的：

Account copy = a;

Account x = new Account("operator ++", a.Balance);
a.Balance += 1; // original object's Balance is incremented
a = x; // a now points to the new object, copy still points to the original

Account b = copy; // b and copy now point at the same, original, object

Answer 3

您应该始终返回更改后的值。 C# 使用此值作为新值，并根据运算符返回旧值或新值。