Java 运算符重载（Operator Overloading）原理

[Braisdom]

Java 语言的出现是为了降低 C++ 的开发成本和学习难，但也将 C++ 一些非常有价值的特性搞丢了，运算符重载就是一个非常优秀的特性，但 Java 搞丢了，虽然运算符重载不是一个常用特性，但随着数据分析领域的发展，表达式的编译也就有了强烈的需求。

首先，我解释一下为什么需要运算符重载，Java 是一个严谨的逻辑性编程语句，有丰富的工程化集成能力，通常 Java 编译后的代码只是 JVM 中运行，但也会在其它的可执行单元中运行，常见的有：数据库(关系型、对象型、KV 型和预计算引擎等)、也可通过是一次远程服务调用。倘若这类可执行单元的协议中存在表达式（算术、比较和逻辑），这也就意味着在 Java 中需要通过字符串的形式表现这类表达式，此时就会出现下列的代码：

目标输出协议：

"(sum(order.no) + 100) > 1000 and order.id < 999"

构造协议的 Java 代码：

and(gt(plus(funCall("sum", "order.no"), 100)), lt(fieldCall("order", "id"), 999));

对比一下将计算表达式转换为 Java 中的方法调用，变得极难理解，但这种方式也是目前大都 ORM 框架所使用的方式，这样做的方式可以使得构造过程动态化，而不是简单的字符串拼接，当然其它内部原理还是字符串拼接。

在这样的使用场景下，如果 Java 的表达式支持重载则会变的非常简单，下面是 ObjectiveSQL 的代码：

Order.Table order = Order.asTable();

Expression expr = (sum(order.no) + 100) > 1000 && order.id < 999;

其中的Expression 是实现了 Java 运算符重载，内部有种数学计算、比较和逻辑计算的相关方法，最终也是通过拼接字符串的形式输出上述目标协议。

详细可参考： https://github.com/braisdom/ObjectiveSql

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[Braisdom]

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[lewis89]

重载运算符是一个优秀的特性？？？？？？？老哥不是开玩笑吧
operate *
operate +
operate =
犹如噩梦啊，再配合 拷贝构造 引用 指针 指针的引用 右值引用 左值引用 不把脑子搞炸那还是 C++?

[Braisdom]

没有运算符重载者是恶梦的开始

[wysnylc]

[xzenge]

为什么不直接用 C++呢

[no1xsyzy]

@lewis89 使下层变复杂的同时使上层变得清晰。
Python 也能重载运算符（__add__ 等魔法方法），并且 NumPy 时常依赖重载
如果运算符重载没有使上层更清晰，那肯定是不需要重载瞎 JB 重载。

[PVG]

scala 在这一块做得很好，你可以为所欲为

[lewis89]

@no1xsyzy #6 有的时候 选择太多并不是一件好事，C++为什么被称为 horrible 的语言 就是因为选择太多了，一个 option 的选择有 3 个 另一个 option 有 3 个 再加上一个 option 的选项有 7 个 3 * 3 * 7 = 42 种选项.. 脑子都会炸

[no1xsyzy]

@wysnylc Smalltalk 是目前公认无二的最符合 OOP 思想的语言，操作符只是一种特殊的信号，可以通过 double dispatch 来重构行为
OOP 的 “代码与对象 / 类绑定” 的想法甚至比函数式更允许运算符重载（天然带 single dispatch ）。
跟 OOP 没关系，但具体什么原因我就不清楚了，可能是严谨性的因素。

[Braisdom]

@PVG 认可你的想法，的确可以想干什么就干什么

[Braisdom]

@lewis89 一个语言要能跟随的时代的发展，C++ 的设计就是为了解决“我们不知道的不知道的东西”，很伟大。

[Braisdom]

@xzenge 有时候由不得你去选择，解决 Java 的运算符重载，也是被迫的

[no1xsyzy]

@lewis89 3*3*7=63 你的算数是体育老师教的罢！(ry
滥用功能与语言没关系…… checked exception 不也被 throws Exception 了……

[Braisdom]

@no1xsyzy Smalltalk 是面向对象的鼻祖，很多概念都被借鉴了，为什么不能发展起来，也是有它内在的原因

[no1xsyzy]

准确地说，运算符重载是一个 DSL-ish 的做法。
要不是现在的语言从抽象设计上都羸弱不堪，哪还需要运算符重载？来个宏就行了。

[Braisdom]

@no1xsyzy 小细节...

[lewis89]

@no1xsyzy #13 唉，年轻人啊就是没法理解我的梗，option 太多了 就算你数学是数学老师教的又能怎么样，人脑是有限的，大部分人 口算 心算 超过 2 个以上 出问题的概率激增，99 乘法表 两个一位数当然可以肌肉肌肉背诵，保证出错率低
4 个呢 5 个呢 只要复杂度在增加 人脑是肯定不够用的

[no1xsyzy]

@Braisdom 能不能发展起来从来不是内在原因决定的，是要它有能被使用的地方。
发展的意思就是参与者变多。

[Braisdom]

@no1xsyzy 我相信 Java 后面必定会支持运算符重载，虽然现在没有真实的项目在用，我是第一个，国外有几篇论文在讨论。

DSL 是一个很泛的概念，SQL 是一个 DSL，基于 Java 的 API 封装的 SQL 不一定属于 DSL 的范畴，因为它是一个高度抽象的语言，存在的只是一堆 Interface，基于 Interface 可以实现很多特性

[Vedar]

@lewis89 c++的运算符重载复杂是因为 c++ raii 的复杂，运算符重载本身对于语言表达能力是一个很大的帮助