Tại sao dấu trừ, '-', thường không bị quá tải theo cùng một cách với dấu cộng?

Dấu cộng +được sử dụng để cộng và nối chuỗi, nhưng đồng hành của nó: dấu trừ -, thường không được nhìn thấy để cắt xâu chuỗi hoặc một số trường hợp khác ngoài phép trừ. Điều gì có thể là lý do hoặc hạn chế cho điều đó?

Hãy xem xét ví dụ sau trong JavaScript:

var a = "abcdefg";
var b = "efg";

a-b == NaN
// but
a+b == "abcdefgefg"

Nói tóm lại, không có bất kỳ phép toán nào giống như phép trừ đặc biệt hữu ích trên các chuỗi mà mọi người muốn viết thuật toán.

Các +nhà điều hành thường biểu thị hoạt động của một chất phụ gia monoid , nghĩa là một hoạt động kết hợp với một yếu tố bản sắc:

• A + (B + C) = (A + B) + C
• A + 0 = 0 + A = A

Thật hợp lý khi sử dụng toán tử này cho những thứ như cộng số nguyên, nối chuỗi và đặt liên kết vì tất cả chúng đều có cùng cấu trúc đại số:

1 + (2 + 3) == (1 + 2) + 3
1 + 0 == 0 + 1 == 1

"a" + ("b" + "c") == ("a" + "b") + "c"
"a" + "" == "" + "a" == "a"

Và chúng ta có thể sử dụng nó để viết các thuật toán tiện dụng giống như một concathàm hoạt động trên một chuỗi của bất kỳ thứ gì có thể ghép nối được, ví dụ:

def concat(sequence):
    return sequence.reduce(+, 0)

Khi phép trừ -được tham gia, bạn thường nói về cấu trúc của một nhóm , trong đó thêm một nghịch đảo −A cho mọi phần tử A, sao cho:

• A + A = A + A = 0

Và mặc dù điều này có ý nghĩa đối với những thứ như phép trừ số nguyên và dấu phẩy động, hoặc thậm chí đặt sự khác biệt, nhưng nó không có ý nghĩa nhiều cho chuỗi và danh sách. Nghịch đảo là "foo"gì?

Có một cấu trúc được gọi là monoid hủy , không có nghịch đảo, nhưng có thuộc tính hủy , do đó:

• A - A = 0
• A - 0 = A
• (A + B) - B = A

Đây là cấu trúc bạn mô tả, ở đâu "ab" - "b" == "a", nhưng "ab" - "c"không được xác định. Chỉ là chúng ta không có nhiều thuật toán hữu ích sử dụng cấu trúc này. Tôi đoán nếu bạn nghĩ rằng ghép nối là tuần tự hóa, thì phép trừ có thể được sử dụng cho một số loại phân tích cú pháp.

Bởi vì nối hai chuỗi hợp lệ bất kỳ luôn luôn là một hoạt động hợp lệ, nhưng điều ngược lại là không đúng.

var a = "Hello";
var b = "World";

Nên a - bở đây làm gì? Thực sự không có cách nào tốt để trả lời câu hỏi đó, vì bản thân câu hỏi không hợp lệ.

Bởi vì -toán tử cho thao tác chuỗi không có đủ "sự gắn kết ngữ nghĩa". Các toán tử chỉ nên bị quá tải khi hoàn toàn rõ ràng những gì quá tải làm với toán hạng của nó và phép trừ chuỗi không đáp ứng thanh đó.

Do đó, các cuộc gọi phương thức được ưu tiên:

public string Remove(string source, string toRemove)
public string Replace(string source, string oldValue, string newValue)

Trong ngôn ngữ C #, chúng tôi sử dụng +để nối chuỗi vì biểu mẫu

var result = string1 + string2 + string3;

thay vì

var result = string.Concat(string1, string2, string3);

thuận tiện và dễ đọc hơn, mặc dù một lời gọi hàm có lẽ "chính xác" hơn từ quan điểm ngữ nghĩa.

Các +nhà điều hành thực sự chỉ có thể có nghĩa là một điều trong bối cảnh này. Đây không phải là đúng đối với -, kể từ khi khái niệm về chuỗi trừ là mơ hồ (gọi hàm Replace(source, oldValue, newValue)với ""là newValuetham số loại bỏ tất cả nghi ngờ, và các chức năng có thể được sử dụng để thay đổi chuỗi con, không chỉ loại bỏ chúng).

Tất nhiên, vấn đề là sự quá tải của toán tử phụ thuộc vào các loại được truyền cho toán tử và nếu bạn truyền một chuỗi có số phải có, bạn có thể nhận được kết quả mà bạn không mong đợi. Ngoài ra, đối với nhiều phép nối (nghĩa là trong một vòng lặp), một StringBuilderđối tượng được ưu tiên hơn, vì mỗi lần sử dụng +tạo ra một chuỗi hoàn toàn mới và hiệu suất có thể bị ảnh hưởng. Vì vậy, các +nhà điều hành thậm chí không thích hợp trong tất cả các bối cảnh.

Có các quá tải toán tử có độ kết dính ngữ nghĩa tốt hơn +toán tử thực hiện cho nối chuỗi. Đây là một số cộng hai số phức:

public static Complex operator +(Complex c1, Complex c2) 
{
    return new Complex(c1.real + c2.real, c1.imaginary + c2.imaginary);
}

Các ngôn ngữ Groovy không cho phép -:

println('ABC'-'B')

trả về:

AC

Và:

println( 'Hello' - 'World' )

trả về:

Hello

Và:

println('ABABABABAB' - 'B')

trả về:

AABABABAB

Dấu cộng có thể có ý nghĩa theo ngữ cảnh trong nhiều trường hợp, nhưng một ví dụ ngược lại (có lẽ là một ngoại lệ chứng minh quy tắc) trong Python là đối tượng được thiết lập, cung cấp cho -nhưng không +:

>>> set('abc') - set('bcd')
set(['a'])
>>> set('abc') + set('bcd')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'set' and 'set'

Không có ý nghĩa gì khi sử dụng +dấu hiệu vì ý định có thể mơ hồ - điều đó có nghĩa là đặt giao lộ hoặc kết hợp? Thay vào đó, nó sử dụng |cho liên minh và &cho giao lộ:

>>> set('abc') | set('bcd')
set(['a', 'c', 'b', 'd'])
>>> set('abc') & set('bcd')
set(['c', 'b'])

" -" Được sử dụng trong một số từ ghép (ví dụ: "tại chỗ") để nối các phần khác nhau vào cùng một từ. Tại sao chúng ta không sử dụng " -" để nối các chuỗi khác nhau lại với nhau trong các ngôn ngữ lập trình? Tôi nghĩ rằng nó sẽ có ý nghĩa hoàn hảo! Đến địa ngục với điều +vô nghĩa này !

Tuy nhiên, chúng ta hãy thử nhìn điều này từ một góc độ trừu tượng hơn một chút.

Làm thế nào bạn sẽ xác định đại số chuỗi? Những hoạt động nào bạn sẽ có, và luật nào sẽ giữ cho họ? Quan hệ của họ sẽ là gì?

Hãy nhớ rằng, có thể hoàn toàn không có sự mơ hồ! Mọi trường hợp có thể phải được xác định rõ, ngay cả khi điều đó có nghĩa là không thể làm điều này! Đại số của bạn càng nhỏ, điều này càng dễ thực hiện.

Ví dụ, việc thêm hoặc bớt hai chuỗi có nghĩa là gì?

Nếu bạn thêm hai chuỗi (ví dụ: let a = "aa"và b = "bb"), bạn sẽ nhận được aabbkết quả của a + b?

Thế còn b + a? Đó sẽ là bbaa? Tại sao không aabb? Điều gì xảy ra nếu bạn trừ đi aakết quả của sự bổ sung của bạn? Chuỗi của bạn sẽ có một khái niệm về số lượng âm aatrong đó?

Bây giờ hãy quay lại từ đầu của câu trả lời này và thay thế bằng spaceshuttlechuỗi. Để khái quát, tại sao bất kỳ hoạt động được xác định hoặc không được xác định cho bất kỳ loại?

Điểm tôi đang cố gắng đưa ra là, không có gì ngăn cản bạn tạo ra đại số cho bất cứ điều gì. Có thể khó tìm thấy các hoạt động có ý nghĩa, hoặc thậm chí các hoạt động hữu ích cho nó.

Đối với các chuỗi, nối là khá nhiều thứ hợp lý duy nhất tôi từng gặp. Không quan trọng biểu tượng nào được sử dụng để thể hiện hoạt động.