我可以对 Number 基类进行算术运算吗？答案

【问题标题】：Can I do arithmetic operations on the Number baseclass?我可以对 Number 基类进行算术运算吗？
【发布时间】：2010-10-06 13:56:39
【问题描述】：

我正在尝试在 Java 中创建一个通用类，它将对数字执行操作。在下面的例子中，添加如下：

public class Example <T extends Number> {

    public T add(T a, T b){
        return a + b;
    }

}

请原谅我的幼稚，因为我对 Java 泛型还比较陌生。此代码无法编译并出现错误：

对于参数类型 T、T，运算符 + 未定义

我认为添加“扩展编号”后代码会编译。是否可以使用 Java 或者我必须为每个 Number 类型创建覆盖的方法？

【问题讨论】：

如果你想做这种事情，可能想看看 Scala 或 Groovy。它们具有运算符重载和特定领域的语言功能:)

标签： java

【解决方案1】：

数字没有与之关联的 + 运算符，也不能，因为没有运算符重载。

不过会很好。

基本上，您要求 java 自动装箱 Number 的后代，它恰好包括 Integer、Float 和 Double，可以自动装箱并应用加号运算符，但是，可能有任意数量的 Number 的其他未知后代不能自动装箱，直到运行时才能知道。（该死的擦除）

【讨论】：

“可能有任意数量的 Number 的其他未知后代无法自动装箱”，例如 BigInteger 和 BigDecimal，它们都扩展了 Number。
我认为，如果 Number 有 .add(a,b) .sub(a,b) .mult(a,b) ...我们可以简单地使用这些代替，因此使用泛型，可能是一个由 IntegerHero 实现的接口 NumberHero 可以扩展类似于 Integer 的类（因为我们不能扩展最终类），可以做到吗？

【解决方案2】：

您的问题实际上与泛型无关，而是与运算符、基元与对象以及自动装箱有关。

想一想：

public static void main(String[] args) {
    Number a = new Integer(2);
    Number b = new Integer(3);
    Number c = a + b;
}

上面没有编译

public static void main(String[] args) {
    Integer  a = new Integer(2);
    Integer b = new Integer(3);
    Number c = a + b;
}

上面的确实编译，但只是因为自动装箱 - 这是一种在 Java 5 中引入的 hacky 语法胶水，并且仅适用于（在编译时）一些具体类型：int-Integer例如。

在幕后，Java 编译器正在重写最后一条语句（“我必须将 a 和 b 拆箱以将 sum 运算符应用于原始数据类型，并将结果装箱以将其分配给对象 c”）因此：

    Number c = Integer.valueOf( a.intValue() + b.intValue() );

Java 无法拆箱 Number，因为它在编译时不知道具体类型，因此无法猜测其原始对应物。

【讨论】：

【解决方案3】：

你可以这样做

    class Example <T extends Number> {
        public Number add(T a, T b){
            return new Double(a.doubleValue() + b.doubleValue());
        }
    }

【讨论】：

我不敢相信，即使在 2020 年，Java 也没有提供包含内置加/减/乘/除等操作的超类。我希望能够从一个类扩展并让 T 为 Integer、Double 等，并且数字运算开箱即用！

【解决方案4】：

是的，内森是正确的。如果你想要这样的东西，你必须自己写

public class Example <T extends Number> {
    private final Calculator<T> calc;
    public Example(Calculator<T> calc) {
       this.calc = calc;
    } 

    public T add(T a, T b){
        return calc.add(a,b);
    }
}

public interface Calculator<T extends Number> {
    public T add(T a, T b);
}

public class IntCalc implements Calculator<Integer> {
    public final static IntCalc INSTANCE = new IntCalc();
    private IntCalc(){}
    public Integer add(Integer a, Integer b) { return a + b; }
}

...

Example<Integer> ex = new Example<Integer>(IntCalc.INSTANCE);
System.out.println(ex.add(12,13));

太糟糕了，Java 没有类型类（Haskell）或隐式对象（Scala），这个任务将是一个完美的用例......

【讨论】：

【解决方案5】：

有类似的问题，答案是你不能那样做。

您可以检查 a 和 b 是否是 Long/Double/Integer/etc 的实例。并将添加委托给如下方法：

public Integer add(Integer a, Integer b) {
    return a+b; // this actually uses auto boxing and unboxing to int
}

而且您需要为每个扩展 Number 的类型创建一个，所以这并不可行。换句话说，不要将泛型用于数值运算。作为超类的数量非常有限。

【讨论】：

【解决方案6】：

考虑Example<Number>，+ 将如何解决这个问题？在Number 甚至没有add 或类似的Integer。

更糟糕的是考虑final class FunkyNumber extends Number { ... weird stuff, no add op ... }。

【讨论】：

【解决方案7】：

即使是 java 运行时库也有这个问题，大多数处理原语的方法都必须复制相同的功能。

最快的选择是为一种类型编写代码，然后复制它并替换该类型以生成其他类型的方法。一个简短的脚本应该足以做到这一点。

【讨论】：