Swift 中的元组运算符重载

Question

运算符重载

Swift4.1，Xcode9.3

我正在尝试在 Swift 中生成二次方程函数。

在处理此问题时，我发现我需要重载一些运算符，以便我可以与其他数字一起使用元组（在本例中为 Double），这是因为我需要使用我的自定义 ± 运算符。尽管我在我的二次函数中只使用类型 Double 的值，但我决定我想使用泛型来使我的重载运算符更灵活以供将来使用。

但是——出于我不明白的原因——我收到关于重载 / 运算符声明的错误。

自定义 `±` 操作员 - 工作

infix operator ± : AdditionPrecedence

public func ± <T: Numeric>(left: T, right: T) -> (T, T) {
    return (left + right, left - right)
}

二次函数 - 有效

func quadratic(a: Double, b: Double, c: Double) -> (Double, Double) {
    return (-b ± sqrt((b * b) - (4 * a * c))) / (2 * a)
}

运算符过载 - 部分工作¹

//Binary operator '/' cannot be applied to two 'T' operands
func / <T: Numeric>(lhs: (T, T), rhs: T) -> (T, T) { 
    return (lhs.0 / rhs, lhs.1 / rhs)
}
func * <T: Numeric>(lhs: (T, T), rhs: T) -> (T, T) {
    return (lhs.0 * rhs, lhs.1 * rhs)
}
func - <T: Numeric>(lhs: (T, T), rhs: T) -> (T, T) {
    return (lhs.0 - rhs, lhs.1 - rhs)
}
func + <T: Numeric>(lhs: (T, T), rhs: T) -> (T, T) {
    return (lhs.0 + rhs, lhs.1 + rhs)
}

//Binary operator '/' cannot be applied to two 'T' operands
func / <T: Numeric>(lhs: T, rhs: (T, T)) -> (T, T) {
    return (lhs / rhs.0, lhs / rhs.1)
}
func * <T: Numeric>(lhs: T, rhs: (T, T)) -> (T, T) {
    return (lhs * rhs.0, lhs * rhs.1)
}
func - <T: Numeric>(lhs: T, rhs: (T, T)) -> (T, T) {
    return (lhs - rhs.0, lhs - rhs.1)
}
func + <T: Numeric>(lhs: T, rhs: (T, T)) -> (T, T) {
    return (lhs + rhs.0, lhs + rhs.1)
}

1. 我只在使用 / 运算符时收到这些错误，而不会收到任何其他重载运算符 (+ , -, 或 *).

有错误的重载运算符（`/`s）- 不工作

//Binary operator '/' cannot be applied to two 'T' operands
func / <T: Numeric>(lhs: (T, T), rhs: T) -> (T, T) { 
    return (lhs.0 / rhs, lhs.1 / rhs)
}

//Binary operator '/' cannot be applied to two 'T' operands
func / <T: Numeric>(lhs: T, rhs: (T, T)) -> (T, T) {
    return (lhs / rhs.0, lhs / rhs.1)
}

假设： 我认为我在重载 / 运算符本身的声明——尽管它在不同的上下文中使用——导致了错误。

最终问题：

如何在解决错误的同时仍然保持重载运算符的灵活性？

奖金问题 1： 如果可以（我想我可能必须 return a String 来完成这个），我还想制作一个单独的二次函数，它可以 return 一个 exact 解决方案？

奖金问题 2： 此外，如果有人知道如何制作一个单独的函数来解决三次方程而不是二次方程，那也将不胜感激。

Answer 1

Numeric only declares +, - and * operators. There is no / in Numeric. You need either BinaryInteger or FloatingPoint得到除法

对于二次方程求解器，我会说FloatingPoint更合适：

func / <T: FloatingPoint>(lhs: T, rhs: (T, T)) -> (T, T) {
    return (lhs / rhs.0, lhs / rhs.1)
}

func / <T: FloatingPoint>(lhs: (T, T), rhs: T) -> (T, T) {
    return (lhs.0 / rhs, lhs.1 / rhs)
}

正如亚历山大所说，如果您创建一个代表解决方案的枚举会更好：

enum QuadraticSolution {
    case none
    case one(value: Double)
    case two(value1: Double, value2: Double)
}

func quadratic(a: Double, b: Double, c: Double) -> QuadraticSolution {
    let discriminant = (b * b) - (4 * a * c)
    switch discriminant {
    case 0:
        return .one(value: -b / (2 * a))
    case let x where x < 0:
        return .none
    default:
        let twoSolutions = (-b ± sqrt(discriminant)) / (2 * a)
        return .two(value1: twoSolutions.0, value2: twoSolutions.1)
    }
}

Answer 2

关键是当 T 是 FloatingPoint 或 BinaryInteger 时定义 /，而不仅仅是任何 Numeric。此外，我建议您使用枚举来正确模拟二次函数的三种可能结果：

import Foundation

infix operator ± : AdditionPrecedence

public enum QuadraticRoots<T> {
    case two(T, T)
    case one(T)
    case none

    func applyWithSelfOnLeft(_ fn: (T, T) -> T, withOperand value: T) -> QuadraticRoots {
        switch self {
            case let .two(a, b): return .two(fn(a, value), fn(b, value))
            case let .one(a): return .one(fn(a, value))
            case .none: return .none
        }
    }

    func applyWithSelfOnRight(withOperand value: T, _ fn: (T, T) -> T) -> QuadraticRoots {
        switch self {
            case let .two(a, b): return .two(fn(value, a), fn(value, b))
            case let .one(a): return .one(fn(value, a))
            case .none: return .none
        }
    }
}

public func ± <T: Numeric>(left: T, right: T) -> QuadraticRoots<T> {
    return QuadraticRoots.two(left + right, left - right)
}

extension QuadraticRoots where T: Numeric {

    static func + (quadRoots: QuadraticRoots, rhs: T) -> QuadraticRoots {
        return quadRoots.applyWithSelfOnLeft((+), withOperand: rhs)
    }
    static func - (quadRoots: QuadraticRoots, rhs: T) -> QuadraticRoots {
        return quadRoots.applyWithSelfOnLeft((-), withOperand: rhs)
    }
    static func * (quadRoots: QuadraticRoots, rhs: T) -> QuadraticRoots {
        return quadRoots.applyWithSelfOnLeft((*), withOperand: rhs)
    }


    static func + (lhs: T, quadRoots: QuadraticRoots) -> QuadraticRoots {
        return quadRoots.applyWithSelfOnRight(withOperand: lhs, (+))
    }
    static func - (lhs: T, quadRoots: QuadraticRoots) -> QuadraticRoots {
        return quadRoots.applyWithSelfOnRight(withOperand: lhs, (-))
    }
    static func * (lhs: T, quadRoots: QuadraticRoots) -> QuadraticRoots {
        return quadRoots.applyWithSelfOnRight(withOperand: lhs, (*))
    }

    static func discriminantOf(xSquared a: T, x b: T, c: T) -> T { return b*b - 4*a*c }
}

extension QuadraticRoots where T: FloatingPoint {
    static func / (quadRoots: QuadraticRoots, rhs: T) -> QuadraticRoots {
        return quadRoots.applyWithSelfOnLeft((/), withOperand: rhs)
    }

    static func / (lhs: T, quadRoots: QuadraticRoots) -> QuadraticRoots {
        return quadRoots.applyWithSelfOnRight(withOperand: lhs, (/))
    }

    static func solveFrom(xSquared a: T, x b: T, c: T) -> QuadraticRoots {
        let discriminant = self.discriminantOf(xSquared: a, x: b, c: c)
        return (-b ± sqrt(discriminant)) / (2 * a)
    }
}

let a = 5 ± 10
print(a)
print(a + 2)
print(a - 2)
print(a * 2)

print(2 + a)
print(2 - a)
print(2 * a)

//print(a / 2)

Swift 中的元组运算符重载

Operator Overloading with Tuples in Swift

function

numeric

operator-overloading

quadratic

swift

运算符重载

Swift4.1，Xcode9.3

自定义 `±` 操作员 - 工作

二次函数 - 有效

运算符过载 - 部分工作¹

有错误的重载运算符（`/`s）- 不工作

最终问题：

Swift 中的元组运算符重载

Operator Overloading with Tuples in Swift

function

numeric

operator-overloading

quadratic

swift

运算符重载

Swift4.1，Xcode9.3

自定义 ± 操作员 - 工作

二次函数 - 有效

运算符过载 - 部分工作¹

有错误的重载运算符（/s）- 不工作

最终问题：

自定义 `±` 操作员 - 工作

有错误的重载运算符（`/`s）- 不工作