ทำไมไม่มีตัวดำเนินการพลังงานใน Java / C ++

ในขณะที่มีโอเปอเรเตอร์ดังกล่าว - **ใน Python ฉันสงสัยว่าทำไม Java และ C ++ จึงไม่มีตัวนี้เช่นกัน

มันง่ายที่จะสร้างคลาสที่คุณกำหนดใน C ++ พร้อมกับโอเปอเรเตอร์การบรรทุกเกินพิกัด (และฉันเชื่อว่ามันเป็นไปได้ใน Java) แต่เมื่อพูดถึงประเภทดั้งเดิมเช่น int, double และอื่น ๆ คุณจะต้องใช้ไลบรารี่ ฟังก์ชั่นเช่นMath.power(และมักจะต้องร่ายทั้งสองครั้ง)

ดังนั้น - ทำไมไม่กำหนดผู้ประกอบการดังกล่าวสำหรับประเภทดั้งเดิม?

โดยทั่วไปแล้วตัวดำเนินการดั้งเดิมใน C (และโดยการขยาย C ++) ได้รับการออกแบบให้สามารถใช้งานได้โดยฮาร์ดแวร์อย่างง่ายในคำสั่งเดียว สิ่งที่ต้องการยกกำลังมักต้องการการสนับสนุนซอฟต์แวร์ ดังนั้นจึงไม่ได้มีตามค่าเริ่มต้น

std::powนอกจากนี้ก็มีให้โดยไลบรารีมาตรฐานของภาษาในรูปแบบของ

ในที่สุดการทำเช่นนี้สำหรับประเภทข้อมูลจำนวนเต็มจะไม่สมเหตุสมผลนักเนื่องจากค่าที่น้อยที่สุดสำหรับการยกกำลังจะทำให้ช่วงที่จำเป็นต้องมีสำหรับ int มีค่าสูงสุด 65,535 แน่นอนว่าคุณสามารถทำสิ่งนี้เพื่อเพิ่มเป็นสองเท่าและลอยตัว แต่ไม่ใช่ ints แต่ทำไมภาษาจึงไม่สอดคล้องกับคุณลักษณะที่ไม่ค่อยได้ใช้

คำถามนี้ตอบได้สำหรับ C ++: Stroustrup, "การออกแบบและวิวัฒนาการของ C ++" กล่าวถึงเรื่องนี้ในหัวข้อ 11.6.1, pp. 247-250

มีการคัดค้านทั่วไปในการเพิ่มผู้ประกอบการใหม่ มันจะเพิ่มลงในตารางลำดับความสำคัญที่ซับซ้อนเกินไปแล้ว สมาชิกของคณะทำงานคิดว่ามันจะให้ความสะดวกเพียงเล็กน้อยในการมีฟังก์ชั่นและพวกเขาต้องการที่จะสามารถแทนที่ฟังก์ชั่นของตัวเองในบางครั้ง

ไม่มีตัวเลือกที่ดีสำหรับโอเปอเรเตอร์ ^เป็นพิเศษหรือและ^^ความสับสนได้รับเชิญเพราะความสัมพันธ์ระหว่าง&และ|และและ && ไม่เหมาะสมเนื่องจากจะมีแนวโน้มเป็นธรรมชาติที่จะเขียนเพื่อยกกำลังของมูลค่าที่มีอยู่และที่ได้รับแล้ว สิ่งที่ดีที่สุดอาจเป็นได้ซึ่งดูเหมือนว่าไม่มีใครชอบจริง ๆ||!!=*^

Stroustrup พิจารณา**อีกครั้ง แต่มันมีอยู่แล้วมีความหมายใน C: a**pเป็นaครั้งสิ่งที่pชี้ไปและchar ** c;ประกาศเป็นตัวชี้ที่จะชี้ไปยังc charการแนะนำ**เป็นโทเค็นหมายถึง "การประกาศของตัวชี้ไปยังตัวชี้ไปยัง", "คูณสิ่งต่อไปที่ชี้ไปที่" (ถ้าเป็นตัวชี้) หรือ "การยกกำลัง" (ถ้าตามด้วยตัวเลข) ทำให้เกิดปัญหาที่สำคัญกว่า a/b**pจะต้องแยกวิเคราะห์ราวกับa/(b**p)ว่า p เป็นตัวเลข แต่(a/b) * *pถ้า p เป็นตัวชี้ดังนั้นสิ่งนี้จะต้องได้รับการแก้ไขในตัวแยกวิเคราะห์

มันอาจจะเป็นไปได้ แต่มันจะมีความซับซ้อนของตารางนำหน้าและตัวแยกวิเคราะห์และทั้งคู่ก็ซับซ้อนเกินไป

ฉันไม่รู้เรื่องราวเกี่ยวกับ Java; ทั้งหมดที่ฉันทำได้ก็คือเก็งกำไร ในฐานะที่เป็นสำหรับ C ซึ่งจะเริ่มดำเนินการ C ทั้งหมดจะถูกแปลได้อย่างง่ายดายในรหัสการชุมนุมส่วนหนึ่งที่จะลดความซับซ้อนของคอมไพเลอร์และอีกส่วนหนึ่งเพื่อหลีกเลี่ยงการหลบซ่อนตัวฟังก์ชั่นใช้เวลานานในการประกอบง่าย (ความจริงที่ว่าoperator+()และคนอื่น ๆ สามารถซ่อนความซับซ้อนและประสิทธิภาพการทำงานที่ดีฮิตเป็นหนึ่ง ของการร้องเรียนก่อนหน้านี้เกี่ยวกับ C ++)

ฉันสงสัยว่าเป็นเพราะผู้ให้บริการทุกรายที่คุณแนะนำเพิ่มความซับซ้อนของภาษา อุปสรรคในการเข้าจึงสูงมาก ฉันพบว่าตัวเองใช้การยกกำลังอย่างมากไม่ค่อยมาก - และฉันมีความสุขมากกว่าที่จะใช้การเรียกเมธอดเพื่อทำเช่นนั้น

นักออกแบบภาษาจาวาและไลบรารีหลักตัดสินใจที่จะลดการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ส่วนใหญ่ให้กับชั้นเรียนคณิตศาสตร์ ดูMath.pow ()

ทำไม? ความยืดหยุ่นในการจัดลำดับความสำคัญของประสิทธิภาพด้วยความแม่นยำแบบบิตต่อบิต มันจะขัดกับส่วนที่เหลือของข้อกำหนดภาษาที่จะบอกว่าพฤติกรรมของผู้ประกอบการทางคณิตศาสตร์ในตัวอาจแตกต่างจากแพลตฟอร์มไปยังแพลตฟอร์มในขณะที่ระดับคณิตศาสตร์ระบุว่าพฤติกรรมที่อาจเสียสละความแม่นยำสำหรับการปฏิบัติงานดังนั้นผู้ซื้อระวัง:

ซึ่งแตกต่างจากวิธีการตัวเลขบางส่วนของคลาสStrictMathการใช้งานทั้งหมดของฟังก์ชั่นที่เทียบเท่าของคลาสคณิตศาสตร์ไม่ได้กำหนดไว้เพื่อส่งกลับผลลัพธ์เดียวกันบิตสำหรับบิต การพักผ่อนนี้อนุญาตให้มีการใช้งานที่มีประสิทธิภาพดีกว่าซึ่งไม่จำเป็นต้องทำซ้ำอย่างเข้มงวด

การยกกำลังเป็นส่วนหนึ่งของ Fortran ตั้งแต่เริ่มต้นเพราะมีจุดมุ่งหมายอย่างเต็มที่ในการเขียนโปรแกรมทางวิทยาศาสตร์ วิศวกรและนักฟิสิกส์ใช้บ่อยครั้งในการจำลองเนื่องจากความสัมพันธ์ของกฎพลังงานเป็นเรื่องธรรมดาในฟิสิกส์

Python มีสถานะที่แข็งแกร่งในการคำนวณทางวิทยาศาสตร์เช่นกัน (NumPy และ SciPy) พร้อมกับผู้ประกอบการยกกำลังของมันชี้ให้เห็นว่ามันมีวัตถุประสงค์เพื่อการเขียนโปรแกรมทางวิทยาศาสตร์เช่นกัน

C, Java และ C # มีรากฐานในการเขียนโปรแกรมระบบ บางทีนั่นอาจเป็นอิทธิพลที่ทำให้ไม่ต้องยกกำลังออกจากกลุ่มผู้ให้บริการที่รองรับ

เพียงทฤษฎี

C ผู้ประกอบการที่กำหนดไว้เท่านั้นสำหรับการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่พบบ่อยสอดคล้องกับ ALU เป้าหมายหลักคือการสร้างอินเทอร์เฟซที่มนุษย์สามารถอ่านได้เพื่อประกอบโค้ด

C ++ ไม่ได้เปลี่ยนพฤติกรรมของตัวดำเนินการใด ๆ เพราะต้องการให้รหัสฐานทั้งหมดที่เขียนใน C เป็นไปตามมาตรฐาน

Java ทำเช่นเดียวกันเพราะไม่ต้องการข่มขู่โปรแกรมเมอร์ C ++ ที่มีอยู่

เป็นอย่างดีเพราะผู้ให้บริการทุกรายที่ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพนั้นมีอยู่แล้ว ^ is XOR และ ** กำหนดตัวชี้ไปยังตัวชี้ ดังนั้นแทนที่จะมีฟังก์ชั่นที่ทำสิ่งเดียวกัน (เช่น pow ())

ความจริงก็คือผู้ประกอบการทางคณิตศาสตร์เป็นเพียงทางลัดของฟังก์ชั่น (เกือบ) ทุกสิ่งที่คุณทำกับพวกเขาสามารถทำได้ด้วยฟังก์ชั่น ตัวอย่าง:

c = a + b;
// equals
c.set(a.add(b));
// or as free functions
set(c, add(a,b));

มันละเอียดมากขึ้นดังนั้นฉันจึงเห็นอะไรผิดปกติกับการใช้ฟังก์ชั่นในการแสดง 'พลังของ'

การบวก / การลบ / การปฏิเสธและการคูณ / การหารเป็นตัวดำเนินการทางคณิตศาสตร์ขั้นพื้นฐาน ถ้าคุณจะทำให้พลังงานเป็นผู้ดำเนินการคุณจะหยุดที่ไหน ผู้ประกอบการรากที่สอง? ตัวดำเนินการ N-root ผู้ประกอบการลอการิทึม?

ฉันไม่สามารถพูดกับผู้สร้างของพวกเขา แต่ฉันสามารถพูดได้ว่าฉันคิดว่ามันกลายเป็นเรื่องเทอะทะและไม่ใช่มุมฉากที่จะมีตัวดำเนินการดังกล่าวในภาษา จำนวนอักขระที่ไม่ใช่ตัวอักษร / ตัวเลข / ช่องว่างที่เหลืออยู่บนแป้นพิมพ์นั้นค่อนข้าง จำกัด มันแปลกที่มีตัวดำเนินการโมดูลัสใน C ++