Java中数字类型及其算术运算的建模

我想做什么：

我正在创建一个类层次结构，它表示许多线性代数概念，并具有这些概念的实用工具（用于实践线性代数和Java，我现在正在学习）。 一切都很顺利，直到我决定添加不同类型的数字，即整数、有理数、实数和复数（目前）

我想要的是能够使用它们进行操作（例如，在一个矩阵类中），而不必关心我使用的是哪种数字类型，并在代表每种数字类型的不同类中实现所有操作

我的想法/尝试：

我认为制作一个名为“AnyNumber”的接口（因为Number已经被javaapi采用）是一个好主意，在这个接口上定义所有必要的抽象方法，然后在每个Number类型的类上实现该接口。 问题是，我不知道如何处理类类型

下面是接口声明的样子：

public interface AnyNumber {

    public AnyNumber add(AnyNumber other);
    public AnyNumber subtract(AnyNumber other);
    public AnyNumber multiply(AnyNumber other);
    public AnyNumber divide(AnyNumber other);

}

这样，我就可以通过简单的调用方法来操作实现接口的任何对象，如：

number1 = number1.add(number2)

我遇到的问题

当试图在特定类上实现接口方法时，就会出现问题。
我认为Java理解类型“AnyNumber”可以是实现接口的任何类型，因此我尝试声明如下方法：

public IntegerNumber add(IntegerNumber other) {
    return new IntegerNumber(this.value + other.value);
}

但是Eclipse抱怨我没有实现以下方法：

AnyNumber add(AnyNumber other)

然后我认为我可以将返回和参数类型更改为“AnyNumber”，但很快意识到我无法访问“other”中的变量“value”，因为接口没有定义它

所以我想也许我需要一个抽象类，为所有不同类型的数定义所有必要的字段和抽象方法，但我不确定这是否是一个好方法，因为整数只需要一个字段，而有理数需要两个，复数也需要两个，但我想给它们命名不同。另外，有些东西一直告诉我，在这种情况下，接口非常有意义

所以我想也许我需要的是泛型。但我还没有完全理解它们，我用它们来解决这个问题的所有尝试都失败了

请帮忙

我意识到我无法独自解决这个问题。。。我真的很想继续这个项目，学习如何用Java处理这种情况

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非常感谢你的帮助

实现接口方法时，参数类型需要与接口中的参数类型完全相同。返回类型不必相同——它可以是一个子类（这称为协方差）。但是参数类型不能是子类（这称为逆变，Java不允许）

原因是没有什么可以阻止两个

AnyNumber

对象的类型不同

AnyNumber n1 = new IntegerNumber(123);
AnyNumber n2 = new RealNumber(23.4);

然后，你可以说：

IntegerNumber n3 = n1.add(n2);

或者您可以将

n1

和

n2

作为参数传递给尝试执行上述操作的其他方法。这里的要点是，由于

n1

和

n2

被声明为

AnyNumber

，编译器此时无法判断这两个对象是否具有相同的类

这意味着，如果您要求两个对象具有相同的类，则必须在运行时自己强制执行

您的实现类需要如下所示

public class IntegerNumber implements AnyNumber {

    public IntegerNumber add(AnyNumber other) {  // NOTE: Must be AnyNumber!!
        IntegerNumber otherInteger = (IntegerNumber)other;
            // will throw a ClassCastException at runtime if "other" is, say, RealNumber
        ...
    }
}

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该方法的其余部分可以使用

otherInteger

，因为您已经检查过了，编译器知道此时它将是一个

IntegerNumber

。你还可以做其他事情；您可以使用

instanceof

来检查和控制您引发的异常（或您执行的其他操作），而不是让强制转换引发异常。如果您愿意，还可以添加机制来处理添加不同的

AnyNumber

类型。

我明白了。所以我可以使用“instanceof”来处理不同类型的数字之间的操作，检查另一个数字是什么类型的，然后对其进行类型转换，对吗？谢谢你的帮助@阿德里亚里科布朗斯并不完全如此。如果它是

实数

（即，如果对象是使用

新实数

创建的），则不能将其强制转换为

整数。您也不能将
整数编号
强制转换为
实数
。要处理
整数编号
和
实数
的
添加
，您必须弄清楚该怎么做（可能将整数的
值
转换为浮点）；要添加一个
整数编号
和一个
理性编号
，您需要做一些数学运算。我知道我知道，我的意思是“然后将其键入正确的类型（并以正确的方式处理每种情况）”，对不起！