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许多以前使用 C++ 的开发人员会怀念操作符重载，例如 + 和 -。虽然它们很方便，但是被覆盖的操作符的多态实质会造成混淆，所以操作符重载在 Java 语言中被取消了。这个限制的好处是清晰：Java 开发人员不必猜想两个对象上的 + 是把它们加在一起还是把一个对象附加到另一个对象上。不好的地方则是丧失了一个有价值的简写形式。 把任何一个工具用于开发实践的关键是，知道什么时候使用它而什么时候把它留在工具箱中。脚本语言（或动态语言）可以是工具箱中极为强大的工具，但是只有在恰当地应用到适当的场景中才是这样。为了这个目标，实战 Groovy 是一系列文章，专门介绍 Groovy 的实际应用，并教给您什么时候、如何成功地应用它们。 现在，期望放任自由的 Groovy 把这个简写形式带回来！在 实战 Groovy 的这一期中，我将介绍 Groovy 对操作符即时多态（也称为操作符重载）的支持。正如 C++ 开发人员会告诉您的，这个东西既方便又有趣，虽然必须小心谨慎才能接近。 三类可重载操作符 我把 Groovy 的可重载操作符分成三个逻辑组： 比较操作符、算术类操作符和数组类操作符。这几组只涵盖了普通 Java 编程中可用操作符的一个子集。例如，像 & 和 ^ 这样的逻辑操作符目前在 Groovy 中不可用。 表 1 显示了 Groovy 中可用的三组可重载操作符： 表 1. Groovy 的可重载操作符 1. 比较操作符对应着普通的 Java equals 和 compareTo 实现 2. Java 的算术类操作符，例如 +、- 和 * 3. 数组存取类操作符 [] 比较操作符 比较操作符对应着 Java 语言中的 equals 和 compareTo 实现，通常用作集合中排序的快捷方式。表 2 显示了 Groovy 的两个比较操作符： 表 2. 比较操作符 操作符 方法 a == b a.equals(b) a <=> b a.compareTo(b) 操作符 == 是 Java 语言中表示对象相等的简写形式，但是不代表对象引用的相等。换句话说，放在两个对象之间的 Groovy 的 == 意味着它们相同，因为它们的属性是相等的，虽然每个对象指向独立的引用。 根据 Javadoc，Java 语言的 compareTo() 方法返回负整数、0 或正整数，代表对象小于、等于或大于指定对象。因为这个方法能够返回三个值，所以 Groovy 用四个附加值扩充了 <=> 语法，如表 3 所示： 表 3. 四个附加的值 操作符 含义 a > b 如果 a.compareTo(b) 返回的值大于 0，那么这个条件为 true a >= b 如果 a.compareTo(b) 返回的值大于等于 0，那么这个条件为 true a < b 如果 a.compareTo(b) 小于 0，那么这个条件为 true a <= b 如果 a.compareTo(b) 小于等于 0，那么这个条件为 true 比较购物 还记得我最初在“感受 Groovy”一文中定义的磁盘友好的 LavaLamp 类么，它还在“实战 Groovy: Groovy 的腾飞”一文中充当迁移到新的 JSR 语法的示例，我要再次使用这个类来演示使用比较操作符的一些漂亮的技巧。 在清单 1 中，我通过实现普通 Java 的 equals() 方法（以及它的可恶伙伴 hashCode）增强了 LavaLamp 类。另外，我让 LavaLamp 实现了 Java 语言的 Comparable 接口并创建了 compareTo() 方法的实现： 清单 1. LavaLamp 归来！ package com.vanward.groovy import org.apache.commons.lang.builder.CompareToBuilder import org.apache.commons.lang.builder.EqualsBuilder import org.apache.commons.lang.builder.HashCodeBuilder import org.apache.commons.lang.builder.ToStringBuilder class LavaLamp implements Comparable{ @Property model @Property baseColor @Property liquidColor @Property lavaColor def String toString() { return new ToStringBuilder(this). append(this.model). append(this.baseColor). append(this.liquidColor). append(this.lavaColor). toString() } def boolean equals(obj) { if (!(obj instanceof LavaLamp)) { return false } LavaLamp rhs = (LavaLamp) obj return new EqualsBuilder(). append(this.model, rhs.model). append(this.baseColor, rhs.baseColor). append(this.liquidColor, rhs.liquidColor). append(this.lavaColor, rhs.lavaColor). isEquals() } def int hashCode() { return new HashCodeBuilder(17, 37). append(this.model). append(this.baseColor). append(this.liquidColor). append(this.lavaColor). toHashCode() } def int compareTo(obj) { LavaLamp lmp = (LavaLamp)obj return new CompareToBuilder(). append(lmp.model, this.model). append(lmp.lavaColor, this.lavaColor). append(lmp.baseColor, this.baseColor). append(lmp.liquidColor, this.liquidColor). toComparison() } } 注：因为我是重用狂，所以我的这些实现严重依赖 Jakarta 的 Commons Lang 项目（甚至 toString() 方法也是如此！）如果您还在自己编写 equals() 方法，那么您可能想花一分钟来签出这个库。（请参阅 参考资料。） 在清单 2 中，可以看到我在清单 1 中设置的操作符重载的效果。我创建了五个 LavaLamp 实例（没错，我们在开 party！）并用 Groovy 的比较操作符来区分它们： 清单 2. 比较操作符的效果 lamp1 = new LavaLamp(model:"1341", baseColor:"Black", liquidColor:"Clear", lavaColor:"Red") lamp2 = new LavaLamp(model:"1341", baseColor:"Blue", liquidColor:"Clear", lavaColor:"Red") lamp3 = new LavaLamp(model:"1341", baseColor:"Black", liquidColor:"Clear", lavaColor:"Blue") lamp4 = new LavaLamp(model:"1342", baseColor:"Blue", liquidColor:"Clear", lavaColor:"DarkGreen") lamp5 = new LavaLamp(model:"1342", baseColor:"Blue", liquidColor:"Clear", lavaColor:"DarkGreen") println lamp1 <=> lamp2 // 1 println lamp1 <=> lamp3 // -1 println lamp1 < lamp3 // true println lamp4 <=> lamp5 // 0 assert lamp4 == lamp5 assert lamp3 != lamp4 注意 lamp4 和 lamp5 是如何相同的，以及其他对象之间具有什么样的细微差异。因为 lamp1 的 baseColor 是 Black 而lamp2 的 baseColor 是 Blue，所以 <=> 返回 1（black 中的 a 比 blue 中的 u 靠前）。类似地，lamp3 的 lavaColor 是 Blue，而 lamp1 的是 Red。因为条件 lamp1 <=> lamp3 返回 -1，所以语句 lamp1 < lamp3 返回 true。llamp4 和 llamp5 是相等的，所以 <=> 返回 0。 而且，可以看到 == 也适用于对象相等。lamp4 和 lamp5 是同一对象。当然，我应当用 assert lamp4.equals(lamp5) 证实这一点，但是 == 更快捷！ 我想要我的引用相等 现在，如果真的想测试对象引用相等该怎么办？显然，我不能用 ==，但是 Groovy 为这类事情提供了 is() 方法，如清单 3 所示： 清单 3. is() 的作用！ lamp6 = new LavaLamp(model:"1344", baseColor:"Black", liquidColor:"Clear", lavaColor:"Purple") lamp7 = lamp6 assert lamp7.is(lamp6) 在清单 3 中可以看出，lamp6 和 lamp7 是相同的引用，所以 is 返回 true。 顺便说一句，如果感觉迷糊，不要惊讶：使用重载操作符差不多让 Groovy 语言退步了。但是我认为是有趣的。 算术类操作符 Groovy 支持以下算术类操作符的重载： 表 3. Groovy 的算术类操作符 操作符 方法 a + b a.plus(b) a - b a.minus(b) a * b a.multiply(b) a / b a.divide(b) a++ or ++a a.next() a-- or --a a.previous() a << b a.leftShift(b) 您可能已经注意到 Groovy 中的 + 操作符已经在几个不同的领域重载了，特别是在用于集合的时候。您是否想过，这怎么可能？或者至少想过对自己的类能否这么做？现在我们来看答案。 添加操作符 还记得“在 Java 应用程序中加一些 Groovy 进来”一文中的 Song 类么？我们来看看当我创建一个 JukeBox 对象来播放 Song 时，发生了什么。在清单 4 中，我将忽略实际播放 MP3 的细节，把重点放在从 JukeBox 添加和减去 Song 上： 清单 4. Jukebox package com.vanward.groovy import com.vanward.groovy.Song class JukeBox { def songs JukeBox(){ songs = [] } def plus(song){ this.songs << song } def minus(song){ def val = this.songs.lastIndexOf(song) this.songs.remove(val) } def printPlayList(){ songs.each{ song -> println "${song.getTitle()}" } } } 通过实现 plus() 和 minus() 方法，我重载了 + 和 -，现在可以把它们用在脚本中了。清单 5 演示了它们从播放列表添加和减少歌曲的行为： 清单 5. 播放音乐 sng1 = new Song("SpanishEyes.mp3") sng2 = new Song("RaceWithDevilSpanishHighway.mp3") sng3 = new Song("Nena.mp3") jbox = new JukeBox() jbox + sng1 jbox + sng2 jbox + sng3 jbox.printPlayList() //prints Spanish Eyes, Race with the Devil.., Nena jbox - sng2 jbox.printPlayList() //prints Spanish Eyes, Nena 重载，重载的，重载器 继续进行这个重载的 主题，您可能注意到，在表 3 中有一个可以重载的算术类操作符 <<，它恰好也为 Groovy 的集合重载。在集合的情况下，<< 覆盖后的作用像普通的 Java add() 方法一样，把值添加到集合的尾部（这与 Ruby 也很相似）。在清单 6 中，可以看到当我模拟这个行为，允许 JukeBox 的用户通过 << 操作符以及 + 操作符添加 Song 时发生的情况： 清单 6. 左移音乐 def leftShift(song){ this.plus(song) } 在清单 6 中，我实现了 leftShift 方法，它调用 plus 方法添加 Song 到播放列表。清单 7 显示了 << 操作符的效果： 清单 7. 比赛进行中 jbox << sng2 //re-adds Race with the Devil... 可以看出，Groovy 的算术类重载操作符不仅能负重，而且能做得很快！ 数组类操作符 Groovy 支持重载标准的 Java 数组存取语法 []，如表 4 所示： 表 4. 数组操作符 操作符 方法 a[b] a.getAt(b) a[b] = c a.putAt(b, c) 数组存取语法很好地映射到集合，所以我在清单 8 中更新了 JukeBox 类，把两种情况都做了重载： 清单 8. Music 重载 def getAt(position){ return songs[position] } def putAt(position, song){ songs[position] = song } 现在我实现了 getAt 和 putAt，我可以使用 [] 语法了，如清单 9 所示： 清单 9. 还能比这更快么？ println jbox[0] //prints Spanish Eyes jbox[0] = sng2 //placed Race w/the Devil in first slot println jbox[0] //prints Race w/the Devil 更 Groovy 化的 JDK 方法 一旦掌握了操作符重载的概念和它在 Groovy 中的实现，就可以看到许多日常的 Java 对象已经 被 Groovy 的作者做了改进。 例如，Character 类支持 compareTo()，如清单 10 所示： 清单 10. 比较字符 def a = Character.valueOf('a' as char) def b = Character.valueOf('b' as char) def c = Character.valueOf('c' as char) def g = Character.valueOf('g' as char) println a < b //prints true println g < c //prints false 同样，StringBuffer 可以用 << 操作符进行添加，如清单 11 所示： 清单 11. 缓冲区中的字符串 def strbuf = new StringBuffer() strbuf.append("Error message: ") strbuf << "NullPointerException on line ..." println strbuf.toString() //prints Error message: NullPointerException on line ... 最后，清单 12 表示 Date 可以通过 + 和 - 来操纵。 清单 12. 是哪一天？ def today = new Date() println today //prints Tue Oct 11 21:15:21 EDT 2005 println "tomorrow: " + (today + 1) //Wed Oct 12 21:15:21 EDT 2005 println "yesterday: " + (today - 1) //Mon Oct 10 21:15:21 EDT 2005 结束语 可以看到，操作符的即时多态，或操作符重载，对于我们来说，如果小心使用和记录，会非常强大。但是，要当心不要滥用这个特性。如果决定覆盖一个操作符去做一些非常规的事情，请一定要清楚地记录下您的工作。对 Groovy 类进行改进，支持重载非常简单。小心应对并记录所做的工作，对于由此而来的方便的简写形式来说，代价非常公道。 |