具有默认值的类的java数组

Question

我有一个有理数类，其构造函数的默认值为 0/1，如下所示：

public Rational (){ this(0, 1);}

public Rational (int numerator, int denominator){
    this.numerator = numerator;

    if (denominator== 0)
        throw new IllegalArgumentException("Denominator can't be zero.");

    this.denominator = denominator;
}

现在，在一个子类中，我想创建一个 Rationals 数组。它们都设置为“null”。所以我在 Rational 类中有两个方法将所有值设置为零。我有一个用于简单数组，另一个用于矩阵：

public Rational[] zero(Rational[] array){
    for (int i=0; i<array.length; i++)
        array[i] = new Rational();

    return array;
}

public Rational[][] zero (Rational[][] matrix){
    for (int i=0; i<matrix.length; i++)
        for(int j=0; j<matrix[i].length; j++)
            matrix[i][j] = new Rational();

    return matrix;
}

首先，使用改进的循环会更好吗？比如：

public Racional[][] zero(Racional[][] matrix){
    for (Racional[] arr : matrix)
        for (Racional rat : arr)
            rat = new Rational();

    return matrix;
}

其次，有没有一种方法可以创建数组或矩阵，而无需像使用原始类型那样手动将所有位置归零。

例如：

int[] arr = new int [10];            //All zero
Rational[] arr = new Rational [10];  //All null
arr = arr.zero (arr);                //All "default" - 0/1

Answer 1

如果您大量使用 Rational 的数组和矩阵，请考虑在 Rational 类中编写静态辅助方法：

static public Rational[] newArray(int size) {
    Rational[] arr = new Rational[size];
    for (int i = 0; i < size; i++)
        arr[i] = new Rational();
    return arr;
}

static public Rational[][] newMatrix(int h, int w) {
    Rational[][] m = new Rational[h][];
    for (int i = 0; i < h; i++) 
        m[i] = newArray(w);
    return m;
}

然后，要实例化一个填充有默认实例的数组或矩阵，只需调用：

Rational[] array = Rational.newArray(10);

或

Rational[][] matrix = Rational.newMatrix(10, 5);

Answer 2

使用不可变的Rational 类，

public static class Rational {
    public final int num, denom;
    public Rational() {num = denom =0;}
    public Rational(int num, int denom) {this.num=num; this.denom=denom;}
}

可以这样做：

public static void zero(Rational[][] mat) {
    Rational def = new Rational();
    for (Rational[] arr : mat) {
        Arrays.fill(arr, def);
    }
}
public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
{
    Rational[][] mat = new Rational[5][5];
    zero(mat);
}

“自动”默认初始化类似于 C++ 在这里是不可能的。此外，嵌套的“新式”for 循环不起作用，因为设置 rat = new Rational() 只会重新分配临时的 rat，而不是数组中的值。

如您所见，这会使用 same 默认Rational 填充矩阵。这是对不可变Rational 的明显性能和内存使用优化，并避免了重复的构造函数调用。如果你有可变的Rational（我不鼓励），这几乎肯定是灾难性的错误：改变一个值会改变它们。在这种情况下，您可能最好使用嵌套的“旧式”for 循环。 （我认为带有内部“旧式”for 循环的外部“新式”for 循环不会那么容易阅读，但肯定是可行的。）