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    java重载运算符

    Manifold扩展依赖项插入Java中,以提供无缝的运算符重载功能。 通过实现一个或多个预定义的运算符方法,可以为任何类类型安全地提供算术,关系和单位运算 。 您可以直接在您的类中实现运算符方法,也可以使用扩展方法为您原本无法控制的类实现运算符。 例如,使用扩展方法ManifoldBigDecimal提供了运算符实现,因此您可以编写如下代码:

    BigDecimal result = bigValue1 + bigValue2;

    使用单位表达式,可以更轻松地使用BigDecimal和其他类型:

    BigDecimal result = 3.14bd * 10.75bd; // `bd` makes BigDecimals

    通过单元和操作员过载进行精确测量:

    Length distance = 65 mph * 3.2 hr;
    HeatCapacity kBoltzmann = 1.380649e-23r J/dK;

    算术和否定运算符

    任何类型都可以通过实现以下一种或多种运算符方法来支持算术运算符:

    算术

    操作方式 方法
    a + b a.plus(b)
    a - b a.minus(b)
    a * b a.times(b)
    a / b a.div(b)
    a % b a.rem(b)

    否定

    操作方式 方法
    -a a.unaryMinsu()

    注意运算符方法不属于您实现的类或接口。 相反,您可以通过定义具有相同签名的方法来简单地在结构上实现它们。 请注意,您可以实现同一方法的多个不同版本,具体取决于参数类型。

    这是一个简单的示例,演示如何实现+运算符:

    public class Point {
      public final int x, y;
      public Point(int x, int y) {this.x = x; this.y = y;}
      
      public Point plus(Point that) {
        return new Point(x + that.x, y + that.y);
      }
    }
    
    var a = new Point(1, 2);
    var b = new Point(3, 4);
    
    var sum = a + b; // Point(4, 6)

    由于运算符方法是结构性的,因此可以定义多个 plus()方法:

    public Point plus(int[] coord) {
      if(coord.length != 2) {
        throw new IllegalArgumentException();
      }
      return new Point(x + coord[0], y + coord[1]);
    }

    关系运算符

    您可以使用ComparableUsing和/或Comparable接口的组合来实现关系运算符。

    manifold.ext.api.ComparableUsing

    关系运算符可以与ComparableUsing接口一起全部实现,该接口扩展了Comparable以提供特定于运算符的API。

    boolean compareToUsing( T that, Operator op );

    其中Operator是一个enum ,它为关系运算符指定常数。

    操作方式 可比的使用Impl 可比的Impl
    a > b a.compareToUsing(b, GT) a.compareTo(b) > 0
    a >= b a.compareToUsing(b, GE) a.compareTo(b) >= 0
    a < b a.compareToUsing(b, LT) a.compareTo(b) < 0
    a <= b a.compareToUsing(b, LE) a.compareTo(b) <= 0

    ComparableUsing提供了compareToUsing()的默认实现,该默认实现委托给关系运算符的>>=<<=子集的ComparablecompareTo()实现。 对于==!=子集, ComparableUsing委托给该类型的equals()方法(稍后将详细介绍平等性)。 此行为适用于大多数类型,因此通常您只需要向您的类型的implementsextends子句中添加ComparableUsing即可ComparableUsing仅实现Comparable 。 因此,在Point示例中增加了关系运算符支持:

    public class Point implements ComparableUsing {
      public final int x, y;
      public Point(int x, int y) {this.x = x; this.y = y;}
      
      public Point plus(Point that) {
        return new Point(x + that.x, y + that.y);
      }
      
      public int compareTo(Point that) {
        return x - that.x;
      }
    }

    现在,您可以像这样轻松地比较“点”值:

    if (pt1 >= pt2) ...

    java.lang.Comparable

    如果您对支持==!=不感兴趣,并且您的类型实现了Comparable接口,它将自动支持关系运算符的>>=<<=子集。 例如,既java.lang.Stringjava.time.LocalDate实现compareTo()从方法Comparable ,这意味着它们可以在关系表达式中使用的:

    String name1;
    String name2;
    ...
    if (name1 > name2) {...}
    LocalDate date1;
    LocalDate date2;
    ...
    if (date1 > date2) {...}

    还请参见:

    平等经营者

    要实现关系运算符的==!=子集,必须实现ComparableUsing接口。 默认情况下, ComparableUsing委托给您类型的equals()方法,但是您可以通过重写CopmarableUsing实现中的CopmarableUsing equalityMode()方法来轻松覆盖此行为。 EqualityMode枚举提供了可用的模式:

    /**
     * The mode indicating the method used to implement {@code ==} and {@code !=} operators.
     */
    enum EqualityMode
    {
      /** Use the {@code #compareTo()} method to implement `==` and `!=` */
      CompareTo,
    
      /** Use the {@code equals()} method to implement `==` and `!=` (default) */
      Equals,
    
      /** Use {@code identity} comparison for `==` and `!=`, note this is the same as Java's normal {@code ==} behavior } */
      Identity
    }

    根据您的CompareToUsing#equalityMode()实现返回的EqualityMode==!=运算符使用以下方法进行编译:

    操作方式 Equals <small>(默认)</ small> CompareTo Identity
    a == b a.equals(b) a.compareToUsing(b, EQ) a == b
    a != b !a.equals(b) a.compareToUsing(b, NE) a != b

    注意:歧管为==!=生成有效的, 空安全的代码。 例如,使用Equals模式的a == b编译为:

    a == b || a != null && b != null && a.equals(b)
    
    If you need something more customized you can override compareToUsing() with your own logic for any of the operators, including == and != . To enable == on Point more effectively, you can accept the default behavior of ComparableUsing and implement equals() :
    public boolean equals(Object that) {
      return this == that || that != null && getClass() == that.getClass() && 
             x == ((Point)that).x && y == ((Point)that).y;
    }

    请注意,如果实现equals() ,请始终考虑实现hashCode() ,否则在与Map和其他数据结构一起使用时,您的类型可能无法正常工作:

    public int hashCode() {
      return Objects.hash(x, y); 
    }

    有时最好使用CompareTo模式。 例如, RationalBigDecimalBigInteger==!=实现使用CompareTo模式,因为在那些类中, compareTo()反映了它们所建模数字的面值的相等性,例如1.0 == 1.00,即在许多用例中的期望行为。 在那种情况下,只需重写equalityMode()以返回CompareTo

    @Override
    public EqualityMode equalityMode() {
      return CompareTo;
    }

    还请参见:

    单位经营者

    单位或“绑定”操作对于歧管框架是唯一的。 它们提供了功能强大且简洁的语法,可以应用于广泛的应用程序。 您可以使用prefixBind()postfixBind()方法实现运算符:

    操作方式 后缀绑定 前缀绑定
    ab b.postfixBind(a) a.prefixBind(b)

    如果类型a工具R prefixBind(B)其中B距离的类型分配的b ,则ab编译作为方法调用a.prefixBind(b)具有式R 否则,如果类型b器具R postfixBind(A)其中A是从分配的类型a ,然后ab编译作为方法调用b.postfixBind(a)具有式R

    此功能启用以下表达式:

    Mass m = 5 kg;
    Force f = 5 kg * 9.8 m/s/s;
    for (int i: 1 to 10) {...}

    阅读更多有关单位表达式的信息

    扩展方法运算符

    使用扩展方法,您可以为原本无法控制的类提供操作员实现。 例如,Manifold为BigDecimalBigInteger提供了运算符扩展。 这些扩展是在manifold-science依赖中实现的。

    这是BigDecimal+扩展名:

    @Extension
    public abstract class ManBigDecimalExt implements ComparableUsing {
      /** Supports binary operator {@code +} */
      public static BigDecimal plus(@This BigDecimal thiz, BigDecimal that) {
        return thiz.add(that);
      }
      ...
    }
    ```
    Now you can perform arithmetic and comparisons using operator expressions:
    ```java
    if (bd1 >= bd2) {
      BigDecimal result = bd1 + bd2;
      . . .
    }

    请注意, manifold-sciencemanifold-collections模块广泛使用运算符重载和单位表达式。

    翻译自: https://jaxenter.com/manifold-operator-overloading-java-163232.html

    java重载运算符

    展开全文
  • JavaString字符串运算符"+"重载分析

    千次阅读 2018-04-12 21:57:00
    重载运算符“+”背后做了什么?首先我们都需要明确字符串对象是不可改变的,所有字符串对象的拼接和修改,实际上都是创建了一个新的字符串对象。在运行时,编译器会将所有的以“a”形式声明的字符串加载到字符串常量...

    引言

    本章主要是分析字符串重载“+”背后做了些什么;深度分析为什么循环拼接字符串时应使用StringBuilder,而不应使用“+”。

    重载运算符“+”背后做了什么?

    首先我们都需要明确字符串对象是不可改变的,所有字符串对象的拼接和修改,实际上都是创建了一个新的字符串对象。在运行时,编译器会将所有的以“a”形式声明的字符串加载到字符串常量池中,之后再次使用时都会从常量池中获取。我们看下面的例子:
    (1)字符串直接+
    StringD类为例
    源码:

    public class StringD {
        public static void main(String[] args) {
            String str = "a" + "b";
        }
    }

    jvm字节码:

    Compiled from "StringD.java"
    public class com.owl.zookeeper.string.StringD {
      public com.owl.zookeeper.string.StringD();
        Code:
           0: aload_0       
           1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
           4: return        
    
      public static void main(java.lang.String[]);
        Code:
           0: ldc           #2                  // String ab 解释:这里编译器会在编译时优化,直接将ab字符串保存在常量池中,之后从常量池中取出,然后入栈
           2: astore_1      // 解释:这里将ab出栈,然后赋值给变量str
           3: return        
    }

    可以看出编译器会对字符串运算符进行优化,使得不需要创建多余的字符串对象。

    (2)字符串变量+
    StringAppend对象实例
    源代码:

    public class StringAppend {
    
        public static void main(String[] args) {
            String a = "1";
            String b = "2" + a + "3";
            System.out.println(b);
        }
    }

    Jvm字节码:

     Compiled from "StringAppend.java"
     public class com.owl.zookeeper.string.StringAppend {
     public com.owl.zookeeper.string.StringAppend();
     Code:
     0: aload_0  //将this入栈
     1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V //调用Object的构造方法
     4: return                            //返回void
    
     public static void main(java.lang.String[]);
     Code:
     0: ldc           #2                  // String 1  解释:LDC cst:将常量池偏移量为cst的值入栈,譬如LDC #12,在操作栈中会占用1个字长
     2: astore_1                          //解释:将栈顶的String 1赋值给第一个变量a
     3: new           #3                  // class java/lang/StringBuilder 解释:创建对象,并将该对象入栈顶
     6: dup                               // 解释:复制栈顶数据StringBuilder。因为方法调用会弹出参数(这里是Object对象),因此需要上面的dup指令,保证在调用构造函数之后栈顶上还是 Object对象的引用,很多种情况下dup指令都是为这个目的而存在的。
     7: invokespecial #4                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V 解释:调用StringBuilder构造方法
     10: ldc           #5                  // String 2 解释:将String 2压入栈顶
     12: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 解释:栈顶2出栈,作为方法入参,调用java/lang/StringBuilder.append()方法
     15: aload_1                           // 解释:将变量a的1入栈
     16: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 解释:将变量a的1出栈,作为方法入参,调用java/lang/StringBuilder.append()方法
     19: ldc           #7                  // String 3 解释:将常量池中的字符串3入栈
     21: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 解释:将字符串3出栈,作为方法入参,调用java/lang/StringBuilder.append()方法
     24: invokevirtual #8                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String; 解释:调用StringBuilder.toString
     27: astore_2                          // 解释:将返回值保存在变量b
     28: getstatic     #9                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 解释:获得静态变量,System.out
     31: aload_2                           // 解释:变量2入栈
     32: invokevirtual #10                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V // 解释:变量2出栈,作为println的方法
     35: return                            // 解释:返回void
     }

    可以看出只要+拼接时,存在已经定义的变量,则会调用StringBuilder进行拼接操作,所以在定义字符串时,尽量不应使用变量。

    (3)字符串循环+
    StringForAppend类实例
    源代码:

    public class StringForAppend {
    
        public static void main(String[] args) {
            String a = "";
            for(int i = 0; i < 3; i ++) {
                a += "1";
            }
            System.out.println(a);
        }
    }

    Jvm字节码:

     Compiled from "StringForAppend.java"
     public class com.owl.zookeeper.string.StringForAppend {
     public com.owl.zookeeper.string.StringForAppend();
     Code:
     0: aload_0
     1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
     4: return
    
     public static void main(java.lang.String[]);
     Code:
     0: ldc           #2                  // String 解释:将常量空字符串入栈
     2: astore_1                          // 解释:将空字符串赋值给a
     3: iconst_0                          // 解释:将常量integer 0入栈
     4: istore_2                          // 解释:出栈0,赋值给变量0
     5: iload_2                           // 解释:将变量i=0,入栈
     6: iconst_3                          // 解释:将integer 3入栈
     7: if_icmpge     36                  // 解释:比较栈顶两个元素,如果相等则跳转到36
     10: new           #3                  // class java/lang/StringBuilder 创建StringBuilder,并入栈
     13: dup                               // 解释:复制栈顶
     14: invokespecial #4                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V  // 解释:出栈调用StringBuilder的构造方法
     17: aload_1                           // 解释:入栈空字符串
     18: invokevirtual #5                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 出栈空字符串,出栈StringBuilder,执行append方法
     21: ldc           #6                  // String 1 解释:常量1入栈
     23: invokevirtual #5                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 出栈字符串1,调用append方法
     26: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String; 出栈StringBuilder,调用append方法,将结果入栈
     29: astore_1                          // 解释:出栈""+1,保存到变量a
     30: iinc          2, 1                // 解释:将变量i,递增1
     33: goto          5                   // 解释:跳转到步骤5
     36: getstatic     #8                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;      // 解释:获得对象PrintStream,入栈
     39: aload_1                           // 入栈变量a
     40: invokevirtual #9                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V // 出栈变量a,出栈PrintStream,调用println方法
     43: return                            //解释:返回
     }

    可以看出在 33会调回会位置5,位置10会创建多个StringBuilder,所以不应该使用for循环还+的形式拼接,应该在外部创建一个StringBuilder的形式。

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  • java运算符重载

    万次阅读 2014-06-18 15:31:34
    在C++中,经常会运用到运算符重载

    1.1  在C++中,预定义的运算符的操作对象只能是基本数据类型,实际上,对于很多用户自定义类型,也需要有类似的运算操作。

    运算符重载是对已有的运算符赋予多重含义,使同一个运算符作用于不同类型的数据导致不同类型的行为。 
    运算符重载的实质是函数重载。在实现过程中,首先把指定的运算表达式转化为对运算符函数的调用,运算对象转化为运算符函数的实参,然后根据实参的类型来确定需要调用达标函数,这个过程爱编译过程中完成。


    例:

    <span style="font-size:12px;">class ObjectTest
    { 
    
     private: 
      double real; 
      double imag; 
    }; </span>
     
    

    C++运算符重载规则如下:

      C++中的运算符除了少数几个之外,全部可以重载,而且只能重载C++中已有的运算符。 

     重载之后运算符的优先级和结合性都不会改变。

      运算符重载是针对新类型数据的实际需要,对原有运算符进行适当的改造。

    C++运算符重载为类的成员函数的一般语法形式为: 函数类型 operator 运算符(形参表) {   函数体; } 运算符重载为类的友元函数的一般语法形式为: friend 函数类型 operator 运算符(形参表) {   函数体; } 

    1.2 在java中,也可以这样使用,但是java已经摒弃了运算符重载。只有String类型可以直接使用。

    <span style="font-size:12px;">		String str1 = "abc";
    		String str2 = "def";
    		String str3 = str1 + str2;</span>
    其实对这段代码进行反编译:
    <span style="font-size:12px;">StringBuilder builder = new StringBuilder();
    builder.append("abc");
    builder.append("def");</span>

    通过反编译的结果,还可以证明String类的不可变性,每次进行拼接,就new出一个StringBuilder对象拼接完成后返回字符串。

    在程序中,应该多使用StringBuilder。

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  • 1,JAVA不具备C++和C#一样的重载运算符来实现类与类之间相互计算 的功能  这其实一定程度上让编程失去了代码的灵活性,但是个人认为,这在一定程度上减少了代码异常的概率  如果可以重载运算符,当你没看见一个...

    1, JAVA 不具备 C++ 和 C# 一样的重载运算符 来实现类与类之间相互计算 的功能

        这其实一定程度上让编程失去了代码的灵活性, 但是个人认为,这在一定程度上减少了代码异常的概率

        如果可以重载运算符,当你没看见一个运算的时候,你都会怀疑这是不是调用了某个方法(个人意见)

    2,String 类型加法的实现方式,其实是一个语法糖,正确的执行方式为 括号内的内容

       String a = 'a';

       String b = 'b';

       String c = a + b;    ( String c = (new StringBuilder(String.valueOf(a))).append(b).toString();   )

    3,由于 String 类型的不可变性,每一次字符串的拼接都会实例化一个 StringBuilder 类,相当消耗性能

          推荐字符串拼接在单线程的时候,使用 StringBuilder  多线程使用 Stringbuffer 来提高字符串拼接的性能

    4,String 类型不可变的原因

    4.1,设计上的考虑:JAVA 常量池的需要

    4.2,性能上的考虑: java中String对象的哈希码被频繁的使用,比如在HashMap的容器中,字符串不变性保证了hash码的唯一性,

       因此可以放心的进行缓存,这也是一种性能优化手段,意味着不必每次都取计算新的哈希码

    4.3,安全性的考虑:String被许多的Java类(库)用来当做参数,例如 网络连接地址URL,文件路径path,

       还有反射机制所需要的String参数等, 假若String不是固定不变的,将会引起各种安全隐患。

    5、String类不可变的好处

    5.1,只有当字符串是不可变的,字符串池才有可能实现。字符串池的实现可以在运行时节约很多heap空间,因为不同的字符串变量都指向池中的同一个字 符串。

       但如果字符串是可变的,那么String interning 将不能实现(译者注:String interning是指对不同的字符串仅仅只保存一个,即不会保存多个相同的字符串。),

            因为这样的话,如果变量改变了它的值,那么,其它指向这个值的变量 的值也会一起改变。

    5.2,如果字符串是可变的,那么会引起很严重的安全问题。譬如,数据库的用户名、密码都是以字符串的形式传入来获得数据库的连 接,或者在socket编程中,

       主机名和端口都是以字,符串的形式传入。因为字符串是不可变的,所以它的值是不可改变的,否则黑客们可以钻到空子,改变字符 串指向的对象的值,造成安全漏洞。

    5.3,因为字符串是不可变的,所以是多线程安全的,同一个字符串实例可以被多个线程共享。这样便不用因为线程安全问题而使用同步。字符串自己便是线程安全的。

    5.4,类加载器要用到字符串,不可变性提供了安全性,以便正确的类被加载。譬如你想加载java.sql.Connection类,而这个值被改成了myhacked.Connection,

       那么会对你的数据库造成,不可知的破坏。

    5.5,因为字符串是不可变的,所以在它创建的时候hashcode就被缓存了,不需要重新计算。这就使得字符串很适合作为Map中的键,字符串的处理速度要快过其它的键对象。

       这就是 HashMap 中的键往往都使用字符串。

    转载于:https://www.cnblogs.com/lovling/p/9961655.html

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