如何在 JAVA 中对泛型类型执行算术运算？答案

【问题标题】：How to perform Arithmetic operations on Generic type in JAVA?如何在 JAVA 中对泛型类型执行算术运算？
【发布时间】：2021-05-03 11:18:57
【问题描述】：

我有一个包含两个数据成员的通用类。这是我写的一段代码

class Calculator<T> {
    T num1, num2;
    public Calculator(T num1, T num2) {
        this.num1 = num1;
        this.num2 = num2;
    }
}

我想对 num1、num2 进行简单的算术运算，比如加减法，我还想进行简单的二元运算，比如 和 > 但由于是泛型，所以不允许这样做。

但这是不允许的，那么谁能告诉我如何执行这些任务？

【问题讨论】：

减法对于Calculator<Cat>意味着什么？由于T 不受限制，它可以是任何东西，例如Cat。您尝试做的事情对编译器毫无意义。 --- 由于泛型不能使用 primitive 类型，您将强制所有值自动装箱，这也不好。只需创建一个适用于广泛值类型的计算器，例如BigDecimal。如果要使用原语，请使用long 或double。任何其他类型都是不必要的，因为当您拥有 long 版本时，您实际上并不需要 int 版本。

标签： java class generics

【解决方案1】：

简短的回答是你不能。

长答案是您可以将T 的类型限制为特定类型。

为了比较，您可以将其限制为T extends Comparable<T>，之后您可以num1.compareTo(num2)
对于加法和减法，您可以将其限制为T extends Number，然后对取自 number 的原始类型进行算术运算：

int a = num1.intValue();
int b = num2.intValue();

int sum = a + b;
int diff1 = a - b;
int diff2 = b - a;

最后一种方法的问题是将算术结果返回到T，您需要为此添加一个方法。

【讨论】：

【解决方案2】：

您应该使用方法实现接口，例如：

interface MyNumber {
   MyNumber add(MyNumber a, MyNumber b);
   ...
}

然后就可以使用了

   class Calculator<T extends MyNumber> {
    T num1, num2;
    public Calculator(T num1, T num2) {
        this.num1 = num1;
        this.num2 = num2;
    }
  }

当然，你所有的类都应该实现 MyNumber

【讨论】：

【解决方案3】：

不可能；这是您尝试做的事情所固有的：将两个数字相加并不是您可以做的事情；您不能编写可以将 2 个任意 'T' 加在一起的代码。

假设你写了一些可以做到的假设代码，然后我邀请“二维空间复数”，它有一个实部、虚部和一个超虚部：5 + 10i + 20j 就是一个例子这样一个数字。您可以按照自己的想法将任何超复数相加； 5 + 10i + 20j + 1 + 2i + 3j 是6 + 12i + 23j。

如果不首先知道我编造的这个超复数的存在，显然不可能编写出可以做到这一点的代码。

换句话说，Calculator 不能代表任意“支持加法的事物”。您可以专门为 SuperComplex 数字构建一个计算器，并编写一个包含 List<T> 和 Calculator<T> 的代码，从而能够产生总和：

interface Calculator<T> {
   //  note: Interface. You don't implement it, the user of this library does.

   T add(T a, T b);
   T zero();
}

class ListSummer<T> {
    int sum(List<T> list, Calculator<T> calculator) {
        T answer = calculator.zero();
        for (T item : list) answer = calculator.add(answer, item);
        return answer;
    }
}

然后你可以发布这个库，我可以下载它，然后写这个：

class SuperComplex {
    double real, i, j;
}

class SuperComplexCalculator implements Calculator<SuperComplex> {
    public SuperComplex zero() { return new SuperComplex(); }
    public SuperComplex add(SuperComplex a, SuperComplex b) {
        double real = a.real + b.real;
        double i = a.i + b.i;
        double j = a.j + b.j;
        return new SuperComplex(real, i, j);
    }
}

然后使用您的 ListSummer 代码，传入我的计算器。

【讨论】：

【解决方案4】：

你可以提供一组操作：

interface Operations<T> {
  T add(T a, T b);
  T times(T a, T b);
  // ...
}

针对特定类型的实现：

class IntOperations implements Operations<Integer> {
  Integer add(Integer a, Integer b) { return a + b; }
  Integer times(Integer a, Integer b) { return a * b; }
  // ...
}

然后将 this 的一个实例传递给Calculator：

public Calculator(T num1, T num2, Operations<T> ops) {

并根据需要调用ops 上的方法。

【讨论】：