在 Java 中创建仅包含 -1 和 1 的自定义类型

本文介绍了如何在 Java 中创建一个自定义类型，该类型只能取两个值：-1 和 1。由于 Java 不支持自定义原始类型和运算符重载，因此我们通过枚举 (enum) 类型来实现这一目标。通过定义 PlusOrMinusOne 枚举，我们可以确保只有两个实例存在，分别代表 +1 和 -1，并提供相关方法进行操作。

在 Java 中，直接创建行为类似于数字且仅包含 -1 和 1 值的自定义类型是不可行的，因为 Java 不允许自定义原始类型，也不支持运算符重载。然而，我们可以使用枚举 (enum) 类型来实现类似的功能，并确保只有两个预定义的实例存在，分别代表 +1 和 -1。

使用 Enum 实现自定义类型

枚举是 Java 中一种特殊的类，用于定义一组命名的常量。我们可以利用枚举的特性，创建一个 PlusOrMinusOne 枚举，它只有两个实例：PLUS_ONE 和 MINUS_ONE。

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public enum PlusOrMinusOne {
  PLUS_ONE(1),
  MINUS_ONE(-1);

  private final int value;

  PlusOrMinusOne(int value) {
    this.value = value;
  }

  public int getValue() {
    return value;
  }

  public static PlusOrMinusOne of(int value) {
    if (value == -1) return MINUS_ONE;
    if (value == 1) return PLUS_ONE;
    throw new IllegalArgumentException("Invalid value: " + value);
  }

  public PlusOrMinusOne negate() {
    return this == PLUS_ONE ? MINUS_ONE : PLUS_ONE;
  }

  @Override
  public String toString() {
    return this == PLUS_ONE ? "+1" : "-1";
  }
}

代码解释:

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1. public enum PlusOrMinusOne: 定义了一个名为 PlusOrMinusOne 的枚举类型。
2. PLUS_ONE(1), MINUS_ONE(-1);: 声明了两个枚举常量，PLUS_ONE 代表 +1，MINUS_ONE 代表 -1。每个常量都与一个整数值关联。
3. private final int value;: 声明了一个私有的、不可变的整数成员变量 value，用于存储与每个枚举常量关联的整数值。
4. PlusOrMinusOne(int value): 枚举的构造函数，用于初始化 value 成员变量。
5. public int getValue(): 一个公共方法，用于获取与枚举常量关联的整数值。
6. public static PlusOrMinusOne of(int value): 一个静态工厂方法，用于根据给定的整数值返回相应的 PlusOrMinusOne 枚举常量。如果给定的值不是 -1 或 1，则抛出 IllegalArgumentException 异常。
7. public PlusOrMinusOne negate(): 一个方法，用于返回当前枚举常量的相反数。如果当前常量是 PLUS_ONE，则返回 MINUS_ONE；反之，返回 PLUS_ONE。
8. @Override public String toString(): 重写了 toString() 方法，以便返回更友好的字符串表示形式。如果当前常量是 PLUS_ONE，则返回 "+1"；反之，返回 "-1"。

使用示例:

PlusOrMinusOne a = PlusOrMinusOne.PLUS_ONE;
PlusOrMinusOne b = PlusOrMinusOne.of(-1);

System.out.println("a: " + a); // 输出: a: +1
System.out.println("b: " + b); // 输出: b: -1
System.out.println("a.getValue(): " + a.getValue()); // 输出: a.getValue(): 1
System.out.println("b.negate(): " + b.negate()); // 输出: b.negate(): +1

try {
    PlusOrMinusOne c = PlusOrMinusOne.of(0); // 会抛出 IllegalArgumentException
} catch (IllegalArgumentException e) {
    System.out.println(e.getMessage()); // 输出: Invalid value: 0
}

注意事项:

• 枚举类型确保了只能创建预定义的实例。 不能使用 new 关键字创建新的 PlusOrMinusOne 实例。
• 虽然我们创建了一个自定义类型，但它不能像 int 那样直接参与算术运算，因为 Java 不支持运算符重载。 需要使用 getValue() 方法获取整数值进行计算。
• 枚举名称 (PlusOrMinusOne) 可以根据实际情况进行调整，选择一个更具描述性的名称。

总结:

通过使用枚举，我们可以在 Java 中创建一个自定义类型，该类型只能取两个预定义的值：+1 和 -1。虽然它不能完全替代原始的 int 类型，但它提供了一种类型安全的方式来表示和操作这些特定值。枚举的类型安全性以及其可读性，使得在特定场景下，它比直接使用 int 类型更具优势。

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