Swift-----運算符重載

1. 現有一個向量，我們重載它的“+”、“-”、“*”、“+=”運算符。

　注意： “=”是不可以進行重載的。

struct Vector3 {
    
    var x: Double = 0.0
    var y: Double = 0.0
    var z: Double = 0.0

}

// 重載加號（+）
func + (left: Vector3, right: Vector3) -> Vector3 {
    return Vector3(x: left.x + right.x, y: left.y + right.y, z: left.z + right.z)
}

// 重載減號（-）
func - (left: Vector3, right: Vector3) -> Vector3 {
    return Vector3(x: left.x - right.x, y: left.y - right.y, z: left.z - right.z)
}

// 重載乘號（*）
func *(left: Vector3, right: Vector3) -> Double {
    return left.x * right.x + left.y * right.y + left.z * right.z
}

// 重載負號（-）,只有一個參數  由於不知道“-”是放在參數的左側還是右側，故需要添加關鍵字prefix，代表“-”是在參數的左側
prefix func - (value: Vector3) -> Vector3 {
    return Vector3(x: -value.x, y: -value.y, z: -value.z)
}

// 重載 +=  由於是把該操作會使left值發生改變，故left需要用到關鍵字 inout；由於“+”方法在之前定義過，故在這個方法中可以直接使用“+”方法。
func += (left: inout Vector3, right: Vector3){
    left = left + right
}

var v1 = Vector3(x: 1, y: 1, z: 1)
let v2 = Vector3(x: 3, y: 4, z: 5)

v1 + v2　　// {x: 4, y: 5, z: 6}
v1 - v2　　// {x: -2, y: -3, z: -4}
v1 * v2　　// 12
-v1　　　　// {x: -1, y: -1, z: -1}

v1 += v2　　
v1　　　　// {x: 4, y: 5, z: 6}

 2. 重載比較運算符

func == (left: Vector3, right: Vector3) -> Bool {
    return left.x == right.x && left.y == right.y && left.z == right.z
}

func != (left: Vector3, right: Vector3) -> Bool {
    return !(left == right)
}

func > (left: Vector3, right: Vector3) -> Bool {
    
    if left.x != right.x {return left.x > right.x}
    if left.y != right.y {return left.y > right.y}
    if left.z != right.z {return left.z > right.z}
    
    return false
}

func >= (left: Vector3, right: Vector3) -> Bool {
    return left > right || left == right
}

func < (left: Vector3, right: Vector3) -> Bool {
    return !(left >= right)
}

var v1 = Vector3(x: 1, y: 1, z: 1)
let v2 = Vector3(x: 3, y: 4, z: 5)

v1 == v2  // false
v1 != v2  // true
v1 > v2   // false
v1 >= v2  // false
v1 < v2   // true

 3 自定義運算符

（1）對向量定義一個“+++”運算符，類似Int中的“++”運算符

// 對於系統中沒有的運算符，需要通過 operator 來定義操作符，prefix表示操作符應在參數的前面
prefix operator +++ prefix func +++ (vector: inout Vector3) -> Vector3 {
    let vec = vector
    vector += Vector3(x: 1.0, y: 1.0, z: 1.0)
    return vec
}
// postfix表示操作符應在參數的后面
postfix operator +++ postfix func +++ (vector: inout Vector3) -> Vector3 {
    vector += Vector3(x: 1.0, y: 1.0, z: 1.0)
    return vector
}

var vector1 = Vector3(x: 1, y: 2, z: 3)  // {x: 1, y: 2, z: 3}
vector1+++ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　// {x: 2, y: 3, z: 4}
vector1 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// {x: 2, y: 3, z: 4}

var vector2 = Vector3(x: 1, y: 2, z: 3)  // {x: 1, y: 2, z: 3}
+++vector2 　　　　　　　　　　　　　　　　　　// {x: 1, y: 2, z: 3}
vect　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// {x: 2, y: 3, z: 4}

(2) 自定義一個中間運算符 infix

struct Vector3 {
    
    var x: Double = 0.0
    var y: Double = 0.0
    var z: Double = 0.0
    
    func length() -> Double {
        return sqrt(x * x + y * y + z * z)
    }
}

// 重載乘號（*）
func *(left: Vector3, right: Vector3) -> Double {
    return left.x * right.x + left.y * right.y + left.z * right.z
}

var vector3 = Vector3(x: 1, y: 2, z: 3)
var vector4 = Vector3(x: 2, y: 5, z: -3)

/*
在 swift 2 中自定義操作符
infix operator ^ {
    associativity left    // 左結合
    precedence 145    // 加法是140, 乘法是150. 默認是140。表示優先級高於加法，低於乘法
}
*/

// 在Swift 3 中上面的定義會出現警告信息：Operator should no longer be declared with body;use a precedence group instead
// 在Swift 3 中應該如下自定義操作符
infix operator ^: ATPrecedence
precedencegroup ATPrecedence {
    associativity: left                 // 表示左結合
    higherThan: AdditionPrecedence      // AdditionPrecedence表示加法，優先級高於加法
    lowerThan: MultiplicationPrecedence // MultiplicationPrecedence表示乘法，優先級低於乘法
}

func ^(left: Vector3, right: Vector3) -> Double {
    return acos((left * right) / (left.length() * right.length()))
}

vector3 ^ vector4

infix operator **: BTPrecedence
precedencegroup BTPrecedence {
    associativity: left　　　　　　　　// 左結合
    higherThan: AdditionPrecedence　 // 優先級高於加法運算符
}

func **(x: Double, y: Double) -> Double {
    return pow(x, y)
}

2 ** 3 ** 2     // 64
1 + 2 ** 3 ** 2 // 65

infix operator **: BTPrecedence
precedencegroup BTPrecedence {
    associativity: right　　　　　　//右結合
    lowerThan: AdditionPrecedence // 優先級低於加法運算符
}

func **(x: Double, y: Double) -> Double {
    return pow(x, y)
}

2 ** 3 ** 2 　　 　// 512
1 + 2 ** 3 ** 2 　//19683