Question

我有很多计算，特别是乘法，其中第一部分有时为零，在这种情况下我不想评估第二个操作数。 C＃中至少有两个短路运算符：&&和||，仅在必要时才评估第二个操作数。我想用乘法运算符实现类似的行为。

在 .net 中，您不能直接重载&&运算符，但可以重载&和false运算符，这样您就可以使用扩展点改变短路运营商的行为。您可以在本文C# operator overloading: the ‘&&’ operator

中找到更多详细信息

是否有任何方法可以为乘法运算符实现此类似的行为？

这是一个纯语法问题，因为实现非常简单。下一个方法在功能方面完全符合我的要求：

public static double ShortCircuitMultiply(double val, Func<double> anotherValue)
{
    var epsilon = 0.00000001;
    return Math.Abs(val) < epsilon ? 0 : val * anotherValue();
}

注意：此实现不完整：如果将0.0与Double.NaN相乘，则在 C＃中 Double.NegativeInfinity或Double.PositiveInfinity或NaN，您将获得ShortCircuitMultiply，但就ShortCircuitMultiply(0.0, longOperation)而言 - 只有零。让我们忽略这个细节，它在我的领域真的无关紧要。

现在，如果我将其称为longOperation Func<double>为ShortCircuitMultiply，则不会评估上一个字词，并且操作结果实际上为零。

问题是，正如我已经说过的，我会有很多0.0 * longOperation()次调用，我想让代码更具可读性。如果可能，我希望代码与double类似。

另一个注意事项：我已经尝试在*上构建包装器并创建隐式转换以加倍并且还重载class MyDouble { double value; public MyDouble(double value) { this.value = value; } public static MyDouble operator *(MyDouble left, MyDouble right) { Console.WriteLine ("* operator call"); return new MyDouble(left.value * right.value); } public static implicit operator double(MyDouble myDouble) { Console.WriteLine ("cast to double"); return myDouble.value; } public static implicit operator MyDouble(double value) { Console.WriteLine ("cast to MyDouble"); return new MyDouble(value); } }运算符。我理解，这可能是多余的：我希望实现可读性，但尝试构建yet another wrapper。无论如何，下一个代码展示了我的意图：

MyDouble zero = 0;

Console.WriteLine (zero * longOperation()); //longOperation is still Func<double>

现在，如果我选择：

cast to MyDouble            
called longOperation        <-- want to avoid this (it's printed from longOperation body)
cast to double             
cast to MyDouble
* operator call
cast to double   
0

我收到了：

longOperation

但正如您所看到的，Func在调用重载运算符之前很久就会被计算，我无法用Expression或{{1}}替换其中一个参数来使其变得懒惰。

Answer 1

没有办法轻松做你想做的事。 C＃语言是一种非常“渴望”的语言，它总是在运行操作符之前评估操作数，即使你注意到，你也可以通过了解另一个来跳过它。唯一的例外是? :及其等价物，&&，||和??。（所有这些都可以减少到? :。）

正如你正确指出的那样，你可以通过使用lambda来达到懒惰; Func<T>表示将根据需要计算的T。但正如你也正确地指出的那样，这样做的语法相当重要。

如果你必须使用惰性算术，请考虑在Haskell中编写程序。它非常懒惰，我收集它很容易定义自己的运算符语义。 F＃也是一个选项，对于C＃程序员来说可能更容易学习。

Answer 2

您的MyDouble包装器类的问题在于您通过直接调用longOperation来使用它。由于*没有短路，它将被直接调用。

相反，你可以让你的包装器接受Func<double>作为第二个参数而不是double值本身。所以它会像ShortCircuitMultiply函数一样工作：

public static MyDouble operator *(MyDouble left, Func<double> right)
{
    return Math.Abs(left.value) < epsilon ? new MyDouble(0) : new MyDouble(left.value * right());
}

然后你会像这样使用它：

MyDouble x = 0;
Console.WriteLine(x * LongOperation);

甚至连链工作：

MyDouble x = 5;
Console.WriteLine(x * OperationReturingZero * LongOperation);

完整示例

class Program
{
    static void Main()
    {
        MyDouble x = 0;
        Console.WriteLine(x * LongOperation);

        MyDouble y = 5;
        Console.WriteLine(y * OperationReturningZero * LongOperation);

        Console.ReadLine();
    }

    private static double LongOperation()
    {
        Console.WriteLine("LongOperation");
        return 5;
    }

    private static double OperationReturningZero()
    {
        Console.WriteLine("OperationReturningZero");
        return 0;
    }
}

class MyDouble
{
    private static double epsilon = 0.00000001;
    private double value;

    public MyDouble(double value)
    {
        this.value = value;
    }

    public static MyDouble operator *(MyDouble left, Func<double> right)
    {
        Console.WriteLine("* (MyDouble, Func<double>)");
        return Math.Abs(left.value) < epsilon ? new MyDouble(0) : new MyDouble(left.value * right());
    }

    public static MyDouble operator *(MyDouble left, MyDouble right)
    {
        Console.WriteLine("* (MyDouble, MyDouble)");
        return new MyDouble(left.value * right.value);
    }

    public static implicit operator double(MyDouble myDouble)
    {
        Console.WriteLine("cast to double");
        return myDouble.value;
    }

    public static implicit operator MyDouble(double value)
    {
        Console.WriteLine("cast to MyDouble");
        return new MyDouble(value);
    }
}

输出：

cast to MyDouble
* (MyDouble, Func<double>)
cast to double
0
cast to MyDouble
* (MyDouble, Func<double>)
OperationReturningZero
* (MyDouble, Func<double>)
cast to double
0

Answer 3

你可以写一个double的扩展方法，但我不确定它是否真的是你正在寻找的。

然后你可以得到这样的代码：

double z = someNumberThatMightBeZero();
double r = z.Times(number);

其中number是返回double的方法。

using System;

namespace Demo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            double z = zero();
            double r = z.Times(number);
            Console.WriteLine(r);
        }

        static double zero()
        {
            return 0;
        }

        static double number()
        {
            Console.WriteLine("in number()");
            return 100;
        }
    }

    public static class DoubleExt
    {
        public static double Times(this double val, Func<double> anotherValue)
        {
            const double epsilon = 0.00000001;
            return Math.Abs(val) < epsilon ? 0 : val * anotherValue();
        }
    }
}

Answer 4

我能看到的最接近的是：

  struct LazyDouble {
    Func<double> Func;

    public LazyDouble(Func<double> func) : this() { Func = func; }

    public static implicit operator LazyDouble (double value) { 
      return new LazyDouble(()=>value); 
    }

    public static LazyDouble operator * (LazyDouble lhs, LazyDouble rhs) {
      var lhsValue = lhs.Func();
      if ( lhsValue == 0)
        return 0;
      else 
        return new LazyDouble(() => lhsValue * rhs.Func());
    }
    // other operators as necessary
  }

如何使乘法运算符（*）表现为短路？

4 个答案:

完整示例