Question

下面的代码片段告诉我错误，如标题中所示，我没有弄清楚为什么它不起作用，因为T的类型为Number，我希望运算符'+'没问题。

class MathOperationV1<T extends Number> {
        public T add(T a, T b) {
            return a + b; // error: Operator '+' cannot be applied to 'T', 'T' 
        }
    }

如果有人能提供一些线索，那将不胜感激，谢谢！

Answer 1

这种泛型算法的实现存在一个基本问题。问题不在于你在数学上如何说这应该起作用的推理，而在于它如何被Java编译器编译成字节码的含义。

在你的例子中你有这个：

class MathOperationV1<T extends Number> {
        public T add(T a, T b) {
            return a + b; // error: Operator '+' cannot be applied to 'T', 'T' 
        }
}

抛开装箱和拆箱，问题是编译器不知道它应该如何编译你的+运算符。编译器应该使用+的多个重载版本中的哪一个？ JVM对于不同的基元类型具有不同的算术运算符（即操作码）;因此整数的和运算符是一个完全不同的操作码，而不是双精度的操作码（例如，参见iadd vs dadd）如果你考虑它，那完全有意义，因为毕竟，整数运算和浮点运算完全不同。不同类型也有不同的大小等（例如，参见ladd）。另外请考虑BigInteger和BigDecimal扩展Number，但那些不支持自动装箱，因此没有操作码直接处理它们。可能还有许多其他Number实现，就像其他库中的实现一样。编译器怎么知道如何处理它们？。

因此，当编译器推断T是Number时，这不足以确定哪些操作码对操作有效（即装箱，拆箱和算术）。

稍后您建议将代码更改为：

class MathOperationV1<T extends Integer> {
        public T add(T a, T b) {
            return a + b;
        }
    }

现在可以使用整数和操作码实现+运算符，但总和的结果将是Integer，而不是T，它仍会生成此代码无效，因为从编译器的角度来看，T可以是Integer以外的其他内容。

我认为没有办法让你的代码足够通用，你可以忘记这些底层的实现细节。

<强> - 编辑 -

要在评论部分回答您的问题，请根据上面MathOperationV1<T extends Integer>的最后定义考虑以下方案。

当你说编译器会对类定义进行类型擦除时，你会纠正它，并且它将被编译为好像是

class MathOperationV1 {
        public Integer add(Integer a, Integer b) {
            return a + b; 
        }
}

鉴于这种类型的擦除，似乎使用Integer的子类应该在这里工作，但这不是真的，因为它会使类型系统不健全。让我试着证明这一点。

编译器不仅可以担心声明站点，还必须考虑多个调用站点中发生的情况，可能使用{{1}的不同类型参数}}。

例如，想象（为了我的论点）有一个T的子类，我们称之为Integer。并假设我们的代码编译得很好（这实际上是你的问题：它为什么不编译？）。

如果我们做了以下事情会怎么样？

SmallInt

正如您所看到的，MathOperationV1<SmallInt> op = new MathOperationV1<>(); SmallInt res = op.add(SmallInt.of(1), SmallInt.of(2));方法的结果应该是op.add()，而不是SmallInt。但是，我们上面的Integer的结果，从我们擦除的类定义，总是会返回a + b而不是Integer（因为+使用JVM整数算术操作码），因此结果会不健全，对吗？

您现在可能想知道，但如果SmallInt的类型擦除总是返回MathOperationV1，那么在调用网站的世界中，它可能会期望其他东西（如Integer）？

嗯，编译器通过将SmallInt的结果转换为add来增加一些额外的魔力，但这只是因为它已经确保操作不能返回除了SmallInt以外的任何其他内容。期望的类型（这就是你看到编译器错误的原因）。

换句话说，您的通话网站在删除后会如下所示：

MathOperationV1 op = new MathOperationV1<>(); //with Integer type erasure
SmallInt res = (SmallInt) op.add(SmallInt.of(1), SmallInt.of(2));

但是，只有在add始终返回SmallInt（我们原来的答案中描述的操作员问题无法解决）时，这才有效。

因此，正如您所看到的，您的类型擦除只是确保根据子类型规则，您可以返回任何扩展Integer的内容，但是一旦您的调用站点为{{1}声明了类型参数在原始代码中出现T的地方，你应该总是假设相同的类型，以保持类型系统的声音。

您可以使用Java反编译器（JDK bin目录中名为javap的工具）来实际证明这些要点。如果你认为你需要它们，我可以提供更好的例子，但你最好自己尝试一下，看看幕后发生了什么： - ）

Answer 2

自动（联合）装箱仅适用于可以转换为其原始等效项的类型。仅为数字基元类型和String定义添加。即：int，long，short，char，double，float，byte。 Number没有原始的等价物，因此无法取消装箱，这就是你无法添加它们的原因。

Answer 3

+未定义Number。您可以通过编写（没有泛型）来看到这一点：

Number a = 1;
Number b = 2;
System.out.println(a + b);

这根本就不会编译。

您不能直接添加额外内容：您需要BiFunction，BinaryOperator或类似内容，以便将操作应用于输入：

class MathOperationV1<T extends Number> {
    private final BinaryOperator<T> combiner;

    // Initialize combiner in constructor.

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

但话又说回来，您也可以直接使用BinaryOperator<T>：MathOperationV1在标准类之上添加任何内容（实际上，它提供的内容更少）。

对于有界泛型类型，运算符'+'不能应用于'T'，'T'

3 个答案: