연산자 오버로드

  • 아티클

이 항목에서는 클래스 또는 레코드 종류와 전역 수준에서 산술 연산자를 오버로드하는 방법에 대해 설명합니다.

구문

// Overloading an operator as a class or record member.
static member (operator-symbols) (parameter-list) =
    method-body
// Overloading an operator at the global level
let [inline] (operator-symbols) parameter-list = function-body

설명

이전 구문에서 연산자 기호는 +, -, *, /, = 등 중 하나입니다. 매개 변수 목록은 해당 연산자의 일반적인 구문에 나타나는 순서대로 피연산자를 지정합니다. method-body는 결과 값을 구성합니다.

연산자에 대한 연산자 오버로드는 정적이어야 합니다. + 및 -와 같은 단항 연산자에 대한 연산자 오버로드는 operator-symbol에 물결표(~)를 사용하여 다음 선언과 같이 연산자가 이항 연산자가 아니라 단항 연산자임을 나타내야 합니다.

static member (~-) (v : Vector)

다음 코드에서는 연산자가 두 개뿐인 벡터 클래스를 보여 줍니다. 그 중 하나는 단항 빼기 연산자이고 다른 하나는 스칼라 값을 곱하기 위한 연산자입니다. 이 예에서는 연산자가 벡터와 스칼라가 나타나는 순서에 관계없이 작동해야 하기 때문에 스칼라 곱셈을 위한 두 개의 오버로드가 필요합니다.

type Vector(x: float, y : float) =
   member this.x = x
   member this.y = y
   static member (~-) (v : Vector) =
     Vector(-1.0 * v.x, -1.0 * v.y)
   static member (*) (v : Vector, a) =
     Vector(a * v.x, a * v.y)
   static member (*) (a, v: Vector) =
     Vector(a * v.x, a * v.y)
   override this.ToString() =
     this.x.ToString() + " " + this.y.ToString()

let v1 = Vector(1.0, 2.0)

let v2 = v1 * 2.0
let v3 = 2.0 * v1

let v4 = - v2

printfn "%s" (v1.ToString())
printfn "%s" (v2.ToString())
printfn "%s" (v3.ToString())
printfn "%s" (v4.ToString())

새로운 연산자 만들기

모든 표준 연산자를 오버로드할 수 있지만 특정 문자 시퀀스로 새 연산자를 만들 수도 있습니다. 허용되는 연산자 문자는 !, $, %, &, *, +, -, ., /, <, =, >, ?, @, ^, | 및 ~입니다. ~ 문자는 연산자를 단항으로 만드는 특별한 의미를 가지며 연산자 문자 시퀀스의 일부가 아닙니다. 모든 연산자를 단항으로 만들 수 있는 것은 아닙니다.

사용하는 정확한 문자 시퀀스에 따라 연산자의 우선 순위와 연관성이 달라집니다. 연관성은 왼쪽에서 오른쪽 또는 오른쪽에서 왼쪽일 수 있으며 동일한 우선 순위 수준의 연산자가 괄호 없이 순서대로 나타날 때마다 사용됩니다.

연산자 문자 .은 우선 순위에 영향을 주지 않으므로, 예를 들어 일반 곱셈과 동일한 우선 순위 및 연관성을 갖는 고유한 곱셈 버전을 정의하려는 경우 .*와 같은 연산자를 만들 수 있습니다.

$ 연산자는 추가 기호 없이 단독으로 사용해야 합니다.

F#의 모든 연산자의 우선 순위를 보여 주는 표는 기호 및 연산자 참조에서 찾을 수 있습니다.

오버로드된 연산자 이름

F# 컴파일러는 연산자 식을 컴파일할 때 해당 연산자에 대해 컴파일러에서 생성된 이름이 있는 메서드를 생성합니다. 이는 메서드의 CIL(공용 중간 언어)과 리플렉션 및 IntelliSense에 나타나는 이름입니다. 일반적으로 F# 코드에서는 이러한 이름을 사용할 필요가 없습니다.

다음 표에는 표준 연산자와 해당 생성 이름이 나와 있습니다.

연산자 생성된 이름
[] op_Nil
:: op_Cons
+ op_Addition
- op_Subtraction
* op_Multiply
/ op_Division
@ op_Append
^ op_Concatenate
% op_Modulus
&&& op_BitwiseAnd
||| op_BitwiseOr
^^^ op_ExclusiveOr
<<< op_LeftShift
~~~ op_LogicalNot
>>> op_RightShift
~+ op_UnaryPlus
~- op_UnaryNegation
= op_Equality
<= op_LessThanOrEqual
>= op_GreaterThanOrEqual
< op_LessThan
> op_GreaterThan
? op_Dynamic
?<- op_DynamicAssignment
|> op_PipeRight
<| op_PipeLeft
! op_Dereference
>> op_ComposeRight
<< op_ComposeLeft
<@ @> op_Quotation
<@@ @@> op_QuotationUntyped
+= op_AdditionAssignment
-= op_SubtractionAssignment
*= op_MultiplyAssignment
/= op_DivisionAssignment
.. op_Range
.. .. op_RangeStep

F#의 not 연산자는 기호 연산자가 아니기 때문에 op_Inequality를 내보내지 않습니다. 부울 식을 부정하는 IL을 내보내는 함수입니다.

여기에 나열되지 않은 다른 연산자 문자 조합은 연산자로 사용될 수 있으며 다음 표의 개별 문자에 대한 이름을 연결하여 구성되는 이름을 갖습니다. 예를 들어, +!는 op_PlusBang이 됩니다.

연산자 문자 속성
> Greater
< Less
+ Plus
- Minus
* Multiply
/ Divide
= Equals
~ Twiddle
$ Dollar
% Percent
. Dot
& Amp
| Bar
@ At
^ Hat
! Bang
? Qmark
( LParen
, Comma
) RParen
[ LBrack
] RBrack

전위 연산자 및 중위 연산자

전위 연산자는 함수와 마찬가지로 피연산자 앞에 배치되어야 합니다. 중위 연산자는 두 피연산자 사이에 배치되어야 합니다.

특정 연산자만 전위 연산자로 사용할 수 있습니다. 일부 연산자는 항상 전위 연산자이고, 다른 연산자는 중위 또는 전위일 수 있으며, 나머지는 항상 중위 연산자입니다. !를 제외한 !=로 시작하는 연산자와 ~ 연산자 또는 ~ 연산자의 반복적인 시퀀스는 항상 전위 연산자입니다. 연산자 +, -, +., -., &, &&, % 및 %%는 전위 연산자 또는 중위 연산자일 수 있습니다. 정의된 전위 연산자의 시작 부분에 ~을 추가하여 이러한 연산자의 전위 버전을 중위 버전과 구분합니다. ~은 연산자를 사용할 때 사용되지 않고 정의된 경우에만 사용됩니다.

예시

다음 코드에서는 연산자 오버로드를 사용하여 분수 형식을 구현하는 방법을 보여 줍니다. 분수는 분자와 분모로 표현됩니다. 함수 hcf는 분수를 줄이는 데 사용되는 가장 큰 공통 인수를 결정하는 데 사용됩니다.

// Determine the highest common factor between
// two positive integers, a helper for reducing
// fractions.
let rec hcf a b =
  if a = 0u then b
  elif a<b then hcf a (b - a)
  else hcf (a - b) b

// type Fraction: represents a positive fraction
// (positive rational number).
type Fraction =
   {
      // n: Numerator of fraction.
      n : uint32
      // d: Denominator of fraction.
      d : uint32
   }

   // Produce a string representation. If the
   // denominator is "1", do not display it.
   override this.ToString() =
      if (this.d = 1u)
        then this.n.ToString()
        else this.n.ToString() + "/" + this.d.ToString()

   // Add two fractions.
   static member (+) (f1 : Fraction, f2 : Fraction) =
      let nTemp = f1.n * f2.d + f2.n * f1.d
      let dTemp = f1.d * f2.d
      let hcfTemp = hcf nTemp dTemp
      { n = nTemp / hcfTemp; d = dTemp / hcfTemp }

   // Adds a fraction and a positive integer.
   static member (+) (f1: Fraction, i : uint32) =
      let nTemp = f1.n + i * f1.d
      let dTemp = f1.d
      let hcfTemp = hcf nTemp dTemp
      { n = nTemp / hcfTemp; d = dTemp / hcfTemp }

   // Adds a positive integer and a fraction.
   static member (+) (i : uint32, f2: Fraction) =
      let nTemp = f2.n + i * f2.d
      let dTemp = f2.d
      let hcfTemp = hcf nTemp dTemp
      { n = nTemp / hcfTemp; d = dTemp / hcfTemp }

   // Subtract one fraction from another.
   static member (-) (f1 : Fraction, f2 : Fraction) =
      if (f2.n * f1.d > f1.n * f2.d)
        then failwith "This operation results in a negative number, which is not supported."
      let nTemp = f1.n * f2.d - f2.n * f1.d
      let dTemp = f1.d * f2.d
      let hcfTemp = hcf nTemp dTemp
      { n = nTemp / hcfTemp; d = dTemp / hcfTemp }

   // Multiply two fractions.
   static member (*) (f1 : Fraction, f2 : Fraction) =
      let nTemp = f1.n * f2.n
      let dTemp = f1.d * f2.d
      let hcfTemp = hcf nTemp dTemp
      { n = nTemp / hcfTemp; d = dTemp / hcfTemp }

   // Divide two fractions.
   static member (/) (f1 : Fraction, f2 : Fraction) =
      let nTemp = f1.n * f2.d
      let dTemp = f2.n * f1.d
      let hcfTemp = hcf nTemp dTemp
      { n = nTemp / hcfTemp; d = dTemp / hcfTemp }

   // A full set of operators can be quite lengthy. For example,
   // consider operators that support other integral data types,
   // with fractions, on the left side and the right side for each.
   // Also consider implementing unary operators.

let fraction1 = { n = 3u; d = 4u }
let fraction2 = { n = 1u; d = 2u }
let result1 = fraction1 + fraction2
let result2 = fraction1 - fraction2
let result3 = fraction1 * fraction2
let result4 = fraction1 / fraction2
let result5 = fraction1 + 1u
printfn "%s + %s = %s" (fraction1.ToString()) (fraction2.ToString()) (result1.ToString())
printfn "%s - %s = %s" (fraction1.ToString()) (fraction2.ToString()) (result2.ToString())
printfn "%s * %s = %s" (fraction1.ToString()) (fraction2.ToString()) (result3.ToString())
printfn "%s / %s = %s" (fraction1.ToString()) (fraction2.ToString()) (result4.ToString())
printfn "%s + 1 = %s" (fraction1.ToString()) (result5.ToString())

출력:

3/4 + 1/2 = 5/4
3/4 - 1/2 = 1/4
3/4 * 1/2 = 3/8
3/4 / 1/2 = 3/2
3/4 + 1 = 7/4

전역 수준의 연산자

전역 수준에서 연산자를 정의할 수도 있습니다. 다음 코드는 연산자 +?을 정의합니다.

let inline (+?) (x: int) (y: int) = x + 2*y
printf "%d" (10 +? 1)

위 코드의 출력은 12입니다.

F#의 범위 지정 규칙에 따라 새로 정의된 연산자가 기본 제공 연산자보다 우선적으로 적용되므로 이러한 방식으로 일반 산술 연산자를 다시 정의할 수 있습니다.

키워드 inline은 호출 코드에 가장 잘 통합되는 작은 함수인 전역 연산자와 함께 사용되는 경우가 많습니다. 또한 연산자 함수를 인라인으로 만들면 정적으로 확인된 형식 매개 변수를 사용하여 정적으로 확인된 제네릭 코드를 생성할 수 있습니다. 자세한 내용은 인라인 함수 및 정적으로 확인된 형식 매개 변수를 참조하세요.

참고 항목