インデクサーと演算子オーバーロード

導入

list[0]の[]や、a + bの+は、標準の型だけの特権ではありません。インデクサーを定義すれば自作クラスもobj[キー]で書け、演算子オーバーロードを定義すれば+や==を自作型に持たせられます。数値ライクな型（金額・座標・ベクトル）を自然に書けるようになります。

図解

flowchart LR
    I["インデクサー<br/>this[int i]"] --> IU["obj[0] と書ける"]
    O["演算子オーバーロード<br/>operator +"] --> OU["a + b と書ける"]

サンプル

// 演算子オーバーロード: 2次元ベクトルの足し算を + で書けるようにする
struct Vector
{
    public int X { get; }
    public int Y { get; }
    public Vector(int x, int y) { X = x; Y = y; }

    public static Vector operator +(Vector a, Vector b) => new Vector(a.X + b.X, a.Y + b.Y);
    public override string ToString() => $"({X}, {Y})";
}

var v = new Vector(1, 2) + new Vector(3, 4);
Console.WriteLine(v);   // (4, 6)

// インデクサー: 自作クラスを obj[i] でアクセスできるようにする
class Week
{
    private string[] _days = { "日", "月", "火", "水", "木", "金", "土" };
    public string this[int i] => _days[i];   // これがインデクサー
}

var week = new Week();
Console.WriteLine(week[3]);   // 水

• 演算子オーバーロードはpublic static 戻り値 operator +(...)の形で定義する
• + - * == <などを自作型に持たせ、数値のように自然に書ける
• インデクサーはpublic 型 this[引数]で定義し、obj[キー]でアクセスできる
• やり過ぎると読みにくくなるので、「自然に見える型」に限って使う

演習

var a = new Yen(300);
var b = new Yen(500);

// TODO: Yen に + の演算子オーバーロードを定義し、a + b が 800円 になるようにしてください
Console.WriteLine(a + b);

struct Yen
{
    public int Value { get; }
    public Yen(int value) { Value = value; }
    public override string ToString() => $"{Value}円";
    ___
}

• 期待される出力: 800円

まとめ

• 演算子オーバーロード（operator +など）で自作型に演算子を持たせられる
• インデクサー（this[...]）でobj[キー]アクセスを実現できる
• 「自然に見える」型に限定して使うのがコツ

次章: データを簡潔に表す型「record・struct・enum」へ進みます。