如何实现一个通用计算器类

Question

最近一位教师布置了一个有关整型和浮点型计算器类的编码任务。该任务的要求如下：

public final class Calculator {

    public int add(int augend, int addend) { return augend + addend; }
    public double add(double augend, double addend) { return augend + addend; }

    public int subtract(int minuend, int subtrahend) { return minuend - subtrahend; }
    public double subtract(double minuend, double subtrahend) { return minuend - subtrahend; }

    public int divide(int dividend, int divisor) { return dividend / divisor; }
    public double divide(double dividend, double divisor) { return dividend / divisor; }

    public int multiply(int multiplicand, int multiplier) { return multiplicand * multiplier; }
    public double multiply(double multiplicand, double multiplier) { return multiplicand * multiplier; }
}

我在想，如果使用泛型能否消除功能重复，因为方法在功能上是相同的？

我尝试了几种方法来实现这个目标，最新的方法是将整个类作为泛型，但在对变量应用数学运算时遇到了困难。

public class Calculator<T extends Number> {
    public T add(T augend, T addend) {
        // addition is the same for any number type
        return augend + addend; // "operator '+' cannot be applied to 'T','T'"
    }
    // etc...
}

无论我尝试哪种方法，都会出现错误信息或其变体...有没有更好的方法来解决这个问题？（使用泛型或不使用泛型）

- Toby

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取决于计算器的通用性，您希望Animal类能否使用您的Calculator进行add操作？ - Naman

你可以使用 Double.valueOf(augend.doubleValue() + addend.doubleValue())。 - Sharon Ben Asher

@SharonBenAsher 感谢您的建议，不幸的是返回类型不兼容，需要 T，但找到了 Double。理想情况下，函数应该返回与 T 指定的类型匹配的类型 - 不确定是否可能实现。如果方法返回 Double，则 Double.valueOf() 似乎是不必要的。 - Toby

@SharonBenAsher 我不建议在计算器中使用 double。尝试使用类似于 116.0 / 7.0 * 7.0 的东西（这应该返回 116.0，但实际上并不会）。 - Thomas

Number类不支持算术运算，因此如果您想要一些通用的东西，您可能需要定义一个接口，其中包含每个操作的方法，然后为每种数据类型（整数、浮点数等）创建一些实现，并根据定义的接口使计算器通用化。但这并不能消除冗余，只是以不同的结构进行组织。 - user10386912

Answer 1

我认为你不能在类型T上应用运算符。因为在编译期间，对于无界类型，它将被对象替换，在有界类型的情况下，它将被第一个边界替换。请参考https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/generics/genTypes.html。在下面的代码中，它将被替换为Number，但Number不能与运算符一起使用。 您可以创建这样的通用接口：

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

现在创建整数和双精度浮点数的具体类

class IntegerCalc implements Calc<Integer>{
    @Override
    public Integer add(Integer a, Integer b) {
        return a+b;
    }
}

class DoubleCalc implements Calc<Double>{
    @Override
    public Double add(Double a, Double b) {
        return a+b;
    }
}

- Ankit Pandoh

Answer 2

你做得很好！代码简单可靠，干得漂亮。

P.S. 请注意泛型与Object、Integer和int并不完全相同。如果可以使用简单类型，请尽量避免使用包装器。

- oleg.cherednik