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java重载_为什么Java不支持运算符重载?

java语言为什么不支持c++语言的运算符重载特性?

Java不支持运算符重载 = 小白也能学编程

Java之所以不支持运算符重载,并不是如下原因:

  1. 会使JVM变得复杂、性能下降:君不见C++内置运算符重载的能力?C++的性能在任何时代秒杀Java相信没有争议。
  2. 便于静态分析、工具化等:一叶障目、不见泰山。运算符重载只是一种动态特性,动态语言的形式化静态分析方法已经有成熟的方法论。
  3. Java是面向对象语言:Ruby是比Java更彻底的面向对象的语言,然而它对运算符重载的支持非常优秀,在Ruby中一切都是对象,几乎一切都可以override。
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不支持运算符重载的根本原因,是源自James Gosling设计Java的初衷:那就是要让Java的学习门槛足够低,这样才能让这个编程语言被更多的人使用,从而拥有最大的市场占有率。

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Java诞生之前, 基本上是C/C++的天下。光C语言的一个指针,就吓退了多少莘莘学子?C++引入更多的动态特性:多态、多重继承、函数重载、函数重写、运算符重载、泛型……这更不知道让多少人望而却步!

正是在那样的大环境下,James Gosling才萌生了“开发一个小白都能上手”的编程语言的念头。

运算符重载的底层思想并不是面向对象

运算符重载的底层逻辑来自函数式编程。它的祖师爷是Lisp,一个“从来被模仿、从未被超越”的神级语言。

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可以负责任地讲,如今流行的Python、Javascript、Typescript、Go、Ruby、Haskell、Scala、Groovy等,在动态高级特性上都是在不断模仿60多年前的Lisp。包括Java从诞生起就在鼓吹的垃圾回收等优点,全部都是“偷师”Lisp。有兴趣的小伙伴可以自行下载Lisp的发明者——John McCarthy老爷爷1960年发表的GC论文。

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函数式语言的核心思想其实是数学。

说得更白话一点:通过数学表达式描述问题,而不是人肉模拟解答过程。问题描述完了,也就解决了——运行时处理执行细节。

说得更学院派一点:通过无状态的函数加以其他优化特性,将这些函数组件进行拼接。

看到这里,估计有不少人要来拍砖:运算符重载看起来那么复杂,明明可以定义方法或者函数来解决,除了装B格,没有实用价值。

笔者这里回应一下:数学本来就不是普通大众擅长的,数学的目的就是用最简洁的方式来解决最复杂的问题。所以函数式语言从诞生之初,就没有想过要芸芸众生。它追求的是大道至简。

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这里来看一个例子:计算一组数据(假设放在一个一维数组中)的标准差。

如果不采用函数式编程,采用通常的面向过程或者面向对象的编程范式,那么只能:

第一步,先通过循环体(for/foreach/while等),挨个遍历求出平均值mean;

第二步,再来一次循环,挨个求与mean的差值并平方,然后逐个累加得到平方和sumOfSquares;

第三步,对sumOfSquares调用平方根函数,求出最终值standardDeviation。

下面我们来进化一点:

有基本函数式编程概念的小伙伴可能会写出如下的简化范式(这里以Ruby为例):

mean = a.inject {|x,y| x+y } / a.sizesumOfSquares = a.map{|x| (x-mean)**2 }.inject{|x,y| x+y }standardDeviation = Math.sqrt(sumOfSquares/(a.size-1))

但是真正的函数式编程高手是会这样写的:

第一步:写一个通用的数学意义上的复合函数(f(g(x)) = f*g(x))的表达:

module Functional  def apply(enum)    enum.map &self  end  alias | apply    def reduce(enum)    enum.inject &self  end  alias <= reduce  def compose(f)    if self.respond_to?(:arity) && self.arity == 1      lambda {|*args| self[f[*args]] }    else      lambda {|*args| self[*f[*args]] }    end  end  alias * composeend

第二步:把计算标准差所需要的各个元素的数学表达列示好:

sum = lambda {|x,y| x+y } mean = (sum<=a)/a.size deviation = lambda {|x| x-mean }square = lambda {|x| x*x }

第三步:像写标准差的数学表达式一样,一步到位:

standardDeviation = Math.sqrt((sum<=square*deviation|a)/(a.size-1))

总结

Java之所以流行,并不是因为其语言设计得最优秀,相反地,在很多地方——比如泛型、Lambda、完全面向对象等设计上都存在不足。它的成功在于:扬长避短,把所有牛X的高级语言特性在一开始全部都抛弃,留一个最小核,然后通过营销,大规模地培养本语言阵营的程序员,建立各种各样的“轮子”,成就了巨无霸的生态;在站稳格局之后,慢慢地再逐步添加回来一些以前抛弃的其他语言的优秀特性——这是一种比较实用的策略,但是带来的恶果就是:历史包袱比较重,导致新特性很多时候是“半残”的。

回到运算符重载本身,对于高手,可以利用该特性写出极具“魔性”、接近数学语言的代码,这样的代码可以体现“极简之美”——但是,一个不利影响就是:数学不好的小伙伴,不容易看得懂,也很难体会其中蕴含的“数学之美”。

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