Javascript：运算符重载

Question 1

我已经使用JavaScript了几天，现在我想为定义的对象重载运算符。

在Google搜索了一段时间后，您似乎无法正式执行此操作，但仍有一些人声称采取了一些漫长的方法来执行此操作。

基本上，我制作了Vector2类，并希望能够执行以下操作：

var x = new Vector2(10,10);
var y = new Vector2(10,10);

x += y; //This does not result in x being a vector with 20,20 as its x & y values.

相反，我必须这样做：

var x = new Vector2(10,10);
var y = new Vector2(10,10);

x = x.add(y); //This results in x being a vector with 20,20 as its x & y values.

我可以采用什么方法在Vector2类中重载运算符？因为这看起来很丑陋。

Question 2

如您所见，JavaScript不支持运算符重载。您可以执行的最接近的是实现toString（当实例需要被强制为字符串时valueOf将被调用）和（被强制将其强制为一个数字，例如在+用于加法时，或者在许多情况下，使用它进行串联，因为它+尝试在串联之前进行加法运算），这非常有限。两者都不会让您创建Vector2对象。

但是，对于遇到此问题的人想要一个字符串或数字（而不是Vector2），下面是valueOf和的示例toString。这些示例没有演示运算符重载，只是利用了JavaScript的内置处理将其转换为原语：

`valueOf`

此示例将对象val属性的值加倍以响应被强制转换为原语，例如通过+：

显示代码段

function Thing(val) {
    this.val = val;
}
Thing.prototype.valueOf = function() {
    // Here I'm just doubling it; you'd actually do your longAdd thing
    return this.val * 2;
};

var a = new Thing(1);
var b = new Thing(2);
console.log(a + b); // 6 (1 * 2 + 2 * 2)

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或搭配ES2015 class：

显示代码段

class Thing {
    constructor(val) {
      this.val = val;
    }
    valueOf() {
      return this.val * 2;
    }
}

const a = new Thing(1);
const b = new Thing(2);
console.log(a + b); // 6 (1 * 2 + 2 * 2)

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或仅包含对象，没有构造函数：

显示代码段

var thingPrototype = {
    valueOf: function() {
      return this.val * 2;
    }
};

var a = Object.create(thingPrototype);
a.val = 1;
var b = Object.create(thingPrototype);
b.val = 2;
console.log(a + b); // 6 (1 * 2 + 2 * 2)

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`toString`

此示例将对象val属性的值转换为大写形式，以响应被强制转换为原语，例如通过+：

显示代码段

function Thing(val) {
    this.val = val;
}
Thing.prototype.toString = function() {
    return this.val.toUpperCase();
};

var a = new Thing("a");
var b = new Thing("b");
console.log(a + b); // AB

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或搭配ES2015 class：

显示代码段

class Thing {
    constructor(val) {
      this.val = val;
    }
    toString() {
      return this.val.toUpperCase();
    }
}

const a = new Thing("a");
const b = new Thing("b");
console.log(a + b); // AB

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或仅包含对象，没有构造函数：

显示代码段

var thingPrototype = {
    toString: function() {
      return this.val.toUpperCase();
    }
};

var a = Object.create(thingPrototype);
a.val = "a";
var b = Object.create(thingPrototype);
b.val = "b";
console.log(a + b); // AB

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Question 3

正如TJ所说，您不能在JavaScript中重载运算符。但是，您可以利用该valueOf函数编写一个hack，该hack看起来比add每次都使用函数要好，但是对向量施加了约束，即x和y在0和MAX_VALUE之间。这是代码：

var MAX_VALUE = 1000000;

var Vector = function(a, b) {
    var self = this;
    //initialize the vector based on parameters
    if (typeof(b) == "undefined") {
        //if the b value is not passed in, assume a is the hash of a vector
        self.y = a % MAX_VALUE;
        self.x = (a - self.y) / MAX_VALUE;
    } else {
        //if b value is passed in, assume the x and the y coordinates are the constructors
        self.x = a;
        self.y = b;
    }

    //return a hash of the vector
    this.valueOf = function() {
        return self.x * MAX_VALUE + self.y;
    };
};

var V = function(a, b) {
    return new Vector(a, b);
};

然后，您可以编写这样的方程式：

var a = V(1, 2);            //a -> [1, 2]
var b = V(2, 4);            //b -> [2, 4]
var c = V((2 * a + b) / 2); //c -> [2, 4]

Question 4

FYI paper.js通过创建PaperScript来解决此问题，PaperScript是一种自包含的，范围有限的javascript，带有向量的运算符重载，然后将其处理回javascript。

但是，paperscript文件需要特别指定和处理。

Question 5

实际上，有一种JavaScript变体确实支持运算符重载。ExtendScript是Adobe应用程序（例如Photoshop和Illustrator）使用的脚本语言，确实有运算符重载。在其中，您可以编写：

Vector2.prototype["+"] = function( b )
{
  return new Vector2( this.x + b.x, this.y + b.y );
}

var a = new Vector2(1,1);
var b = new Vector2(2,2);
var c = a + b;

这在“ Adobe Extendscript JavaScript工具指南”（此处为当前链接）中有更详细的描述。该语法显然基于ECMAScript标准的草案（现已废弃）。

Question 6

可以将两个数字组合成一个数字来进行矢量数学运算。让我先展示一个例子，然后再解释它的工作原理：

let a = vec_pack([2,4]);
let b = vec_pack([1,2]);

let c = a+b; // Vector addition
let d = c-b; // Vector subtraction
let e = d*2; // Scalar multiplication
let f = e/2; // Scalar division

console.log(vec_unpack(c)); // [3, 6]
console.log(vec_unpack(d)); // [2, 4]
console.log(vec_unpack(e)); // [4, 8]
console.log(vec_unpack(f)); // [2, 4]

if(a === f) console.log("Equality works");
if(a > b) console.log("Y value takes priority");

我正在使用这样一个事实：如果先将两个数字移位X次，然后再将它们相加或减去，然后再将它们移位回去，您将得到与没有开始移位时相同的结果。同样，标量乘法和除法对移位值也对称地工作。

一个JavaScript数字具有52位的整数精度（64位浮点数），因此我将一个数字打包到他可用的较高26位中，并将一个数字打包到较低的位置。因为我想支持带符号的数字，所以使代码更加混乱。

function vec_pack(vec){
    return vec[1] * 67108864 + (vec[0] < 0 ? 33554432 | vec[0] : vec[0]);
}

function vec_unpack(number){
    switch(((number & 33554432) !== 0) * 1 + (number < 0) * 2){
        case(0):
            return [(number % 33554432),Math.trunc(number / 67108864)];
        break;
        case(1):
            return [(number % 33554432)-33554432,Math.trunc(number / 67108864)+1];
        break;
        case(2):
            return [(((number+33554432) % 33554432) + 33554432) % 33554432,Math.round(number / 67108864)];
        break;
        case(3):
            return [(number % 33554432),Math.trunc(number / 67108864)];
        break;
    }
}

我能看到的唯一缺点是x和y必须在+ -33,000,000范围内，因为它们必须分别位于26位之内。

Question 7

虽然无法完全回答问题，但可以使用ES6符号实现某些python __magic__方法

一个[Symbol.toPrimitive]()方法不会让你暗示一个电话Vector.add()，但将让你使用的语法如Decimal() + int。

class AnswerToLifeAndUniverseAndEverything {
    [Symbol.toPrimitive](hint) {
        if (hint === 'string') {
            return 'Like, 42, man';
        } else if (hint === 'number') {
            return 42;
        } else {
            // when pushed, most classes (except Date)
            // default to returning a number primitive
            return 42;
        }
    }
}

https://www.keithcirkel.co.uk/metaprogramming-in-es6-symbols/

Question 8

有趣的是实验库operator-overloading-js。它仅在定义的上下文（回调函数）中进行重载。

Question 9

我们可以使用类似React的Hooks来评估箭头函数，valueOf每次迭代中的箭头值与方法的值不同。

const a = Vector2(1, 2) // [1, 2]
const b = Vector2(2, 4) // [2, 4]    
const c = Vector2(() => (2 * a + b) / 2) // [2, 4]
// There arrow function will iterate twice
// 1 iteration: method valueOf return X component
// 2 iteration: method valueOf return Y component

显示代码段

const Vector2 = (function() {
  let index = -1
  return function(x, y) {
    if (typeof x === 'function') {
      const calc = x
      index = 0, x = calc()
      index = 1, y = calc()
      index = -1
    }
    return Object.assign([x, y], {
      valueOf() {
        return index == -1 ? this.toString() : this[index]
      },
      toString() {
        return `[${this[0]}, ${this[1]}]`
      },
      len() {
        return Math.sqrt(this[0] ** 2 + this[1] ** 2)
      }
    })
  }
})()

const a = Vector2(1, 2)
const b = Vector2(2, 4)

console.log('a = ' + a) // a = [1, 2]
console.log(`b = ${b}`) // b = [2, 4]

const c = Vector2(() => (2 * a + b) / 2) // [2, 4]
a[0] = 12
const d = Vector2(() => (2 * a + b) / 2) // [13, 4]
const normalized = Vector2(() => d / d.len()) // [0.955..., 0.294...]

console.log(c, d, normalized)

展开摘要

@ js-basics / vector库对Vector3使用相同的想法。