Swift 中的重载运算符和自定义运算符

作者：Raj Kandathi，原文链接，原文日期：2015-09-12
译者：pmst；校对：千叶知风；定稿：shanks

重载运算符

有时候，我们会遇到需要对自定义的类(class)或结构体(struct)支持某些运算符功能，例如+,-,*,/等。以魔方收集者(Cube Collector)游戏为例，初期你怀揣一个渺小的魔方，身处一个充斥各种尺寸魔方的空间中。你的任务是找寻新的魔方,并通过”吞噬”新魔方来进化你手中的魔方。(译者注:吞噬解释为原始魔方尺寸加上新的魔方尺寸得到进化后的魔方)

魔方(Cube)类定义如下:

struct Cube{
  var side:Double	//定义魔方边长
}

在面向对象编程中，实现魔方之间”吞噬”(相加)的功能是往Cube结构体中添加一个加法的方法，具体实现代码如下:

struct Cube {
  var side: Double
   	
  // 译者注: 结构体中，定义的方法修改内部定义变量值时，该方法必须添加mutating关键字
  mutating func add(newCube: Cube) {
    self.side += newCube.side
  }
}

var myCube = Cube(side: 10.0)		
let foundCube1 = Cube(side: 5.0)

myCube.add(foundCube1)
print(myCube.side, appendNewline: true)

除了在结构体中定义add函数实现方式之外，我们更期望使用+运算符来实现Cube魔方之间的相加，就比如通过下面这种方式:

let newCube = myCube + foundCube1

通过重载已存在的运算符(例如+ - * /)的方式，Swift允许我们对类或结构体进行运算操作。重载已存在的运算符，言外之意即支持新的数据类型的运算操作。两个魔方(Cube)之间的相加函数定义如下:

func + (lhsCube: Cube, rhsCube: Cube) -> Cube {
  var resultCube = Cube(side: 0.0)
  resultCube.side = lhsCube.side + rhsCube.side
  return resultCube
}

let existingCube = Cube(side: 10.0)
let foundCube2 = Cube(side: 20.0)
let newCube = existingCube + foundCube2
print(newCube.side, appendNewline: true)

需要注意的是，重载运算函数(如上+(lhsCube:rhsCube:)函数)无法在自定义的类或结构体内声明，重载运算符函数只允许在全局作用域下有效！

自定义运算符

前文”Cube Collection”游戏不妨再加入一个“宝箱”玩法，每一次玩家收集到一个宝箱，他/她所拥有的魔方尺寸就放大三倍(边长side * 3)。为了实现这个游戏机制，我们创建一个自定义运算符。通常，我们需要为这个自定义运算符命名,指定类型，指定优先级以及结合性。想要知道更多这四个方面的知识，请参阅苹果官方文档。既然宝箱的作用是使得魔方尺寸放大三倍，不妨我们将这个自定义运算符命名为***，结合性采用后缀方式(译者注:等价于a++中的++作用)。其中将传入运算符操作函数的变量类型用inout关键字修饰声明。代码如下:

postfix operator *** {}
postfix func *** (inout myCube: Cube){
  myCube.side = myCube.side * 3
}

var myCube = Cube(side: 10.0)
myCube***
print(myCube.side, appendNewline: true)//swift2.0新特性 Xcode7下支持

正如你所看到的，重载已存在的运算符以及自定义运算符在Swift是如此简单。不过重载已存在运算符时，请引起足够重视，防止一些意外情况发生。

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