为什么BigInteger不是原始的

Question

如果您使用BigInteger （或BigDecimal ）并希望对它们执行算术运算，则必须使用方法add或subtract 。 这听起来不错，直到你意识到这一点

 i += d + p + y;

对于BigInteger会这样写：

 i = i.add(d.add(p.add(y)));

正如您所看到的，第一行阅读起来要容易一些。 如果Java允许运算符重载但是没有，这可以解决，所以这引出了一个问题：

为什么BigInteger不是原始类型，因此它可以利用与其他原始类型相同的运算符？

Answer 1

那是因为BigInteger实际上并不是任何接近原始的东西。 它使用数组和一些其他字段实现，各种操作包括复杂操作。 例如，这里是add的实现：

public BigInteger add(BigInteger val) {
    if (val.signum == 0)
        return this;
    if (signum == 0)
        return val;
    if (val.signum == signum)
        return new BigInteger(add(mag, val.mag), signum);

    int cmp = compareMagnitude(val);
    if (cmp == 0)
        return ZERO;
    int[] resultMag = (cmp > 0 ? subtract(mag, val.mag)
                       : subtract(val.mag, mag));
    resultMag = trustedStripLeadingZeroInts(resultMag);

    return new BigInteger(resultMag, cmp == signum ? 1 : -1);
}

Java中的基元是通常由主机的CPU直接实现的类型。 例如，每台现代计算机都有一个用于整数加法的机器语言指令。 因此，它在JVM中也可以有非常简单的字节代码。

像BigInteger这样的复杂类型通常不能以这种方式处理，也不能将其转换为简单的字节代码。 它不可能是原始的。

---

所以你的问题可能是“为什么没有运算符在Java中重载”。 嗯，这是语言哲学的一部分。

---

为什么不做一个例外，比如String ？ 因为它不仅仅是一个例外的运算符。 您需要对运算符* ， / ， + ， - ， << ， ^等进行例外处理。 并且你仍然会在对象本身中进行一些操作（比如在Java中没有运算符表示的pow ），对于基元来说，这些操作由专业类（如Math ）处理。

Answer 2

从根本上说，因为“原始”的非正式含义是它的数据可以直接用单个CPU指令处理 。 换句话说，它们是原语，因为它们适合32或64位字，这是CPU使用的数据架构，因此它们可以明确地存储在寄存器中 。

因此您的CPU可以进行以下操作：

ADD REGISTER_3 REGISTER_2 REGISTER_1     ;;; REGISTER_3 = REGISTER_1 + REGISTER_2

可以占用任意大量存储器的BigInteger不能存储在单个REGISTER中，并且需要执行多个指令来进行简单求和。

这就是为什么它们不可能是原始类型，现在它们实际上是具有方法和字段的对象，比简单的基元类型复杂得多。

注意：我之所以称之为非正式的原因是因为Java设计人员最终可以将“Java原始类型”定义为他们想要的任何东西，他们拥有这个词，但这是模糊地使用这个词。

Answer 3

int和boolean和char不是原语，因此您可以利用+和/等运算符。 由于历史原因，它们是原始的，其中最大的是性能。

在Java中，原语被定义为那些不是完全成熟的对象。 为什么要创建这些不寻常的结构（然后将它们重新实现为正确的对象，如后面的Integer ）？ 主要用于性能：对象上的操作比原始类型上的操作慢（并且）。 （正如其他答案所提到的，硬件支持使这些操作更快，但我不同意硬件支持是原语的“基本属性”。）

因此，有些类型接受了“特殊处理”（并作为原语实现），而其他类型则没有。 可以这样想：即使广受欢迎的String不是原始类型，为什么BigInteger会是？

Answer 4

这是因为原始类型有大小限制。 例如，int是32位，long是64位。 因此，如果您创建int类型的变量，JVM会为堆栈分配32位内存。 但至于BigInteger，它“理论上”没有大小限制。 意思是它的大小可以任意增长。 因此，无法知道其大小并在堆栈上为其分配固定的内存块。 因此，它被分配在堆上，如果需要，JVM总是可以增加大小。

Answer 5

原始类型通常是由处理器体系结构定义的历史类型。 这就是为什么字节是8位，短是16位，int是32位，长是64位。 也许当有更多的128位架构时，会创建一个额外的原语......但我看不出有足够的驱动器...