Java - 接受标量和 vector 参数的函数/方法？

Question

假设我有一个方程:

out = Math.exp(x);

其中x是一个double。

假设我执行了 10,000 次，所以我将其放入函数中:

public double doMath(double x) {
    return Math.exp(x);
}

很简单。我可以将任何标量传递给它:

double in = 1.1234;

out = doMath(in);

// Outputs something like: 1.1313368652

但是尝试向其传递 vector (一维数组、二维数组等...)会导致各种问题:

double[] in = {0.1234, 5.6789};

out = doMath(in);

// Outputs something like: IT DOESN'T OUTPUT! CRASH CRASH CRASH!

我想要的是能够传入任何 double (标量、1D、2D、3D 等)并返回与输入相同的大小，在将其传递给方程后，将算术应用于每个元素.

测试用例

double in = 0.1234;

/*
1.1313368652
*/

double[] in = {0.1234, 5.6789};

/*
[ 1.1313368652, 292.6273627191 ]
*/

double[][] in = {{0.1234, 5.6789}, 
                 {0.9876, 5.4321}};

/*
[ [ 1.1313368652, 292.6273627191 ]
  [ 2.6847832542, 228.6288622608 ] ]
*/

double[][][] in = {{{0.1234, 5.6789}, {0.9876}}, 
                   {{5.4321}}, 
                   {{0}, {1}}};

/*
[ [ [ 1.1313368652 292.6273627191 ] [ 2.6847832542 ] ]
  [ [ 228.6288622608 ] ]
  [ [ 1 ] [ 2.7182818285 ] ] ]
*/

我现在唯一的方法是使用 overloading :

public double doMath(double x)

public double[] doMath(double[] x)

public double[][] doMath(double[][] x)

public double[][][] doMath(double[][][] x)

但这很乏味。是否可以编写一个函数来接受任何维度的参数，并返回与我提供的示例类似的内容？

也许这个有一个名字，但我只是不知道？这些都只是数组，但我将它们视为不同维度的矩阵(并对它们进行其他操作)。

编辑 #1 - 另外...

我尝试过类似的方法:

public double doMath(int... x)

它适用于标量和一维，但不适用于更高维度。

编辑#2

是否可以编写一个自定义类，自动处理多个函数的问题？

例如，假设我有三个不同的函数:

public mysteryClass firstFunct(mysteryClass x) {
    return Math.pow(x, 2);
}

public mysteryClass secondFunct(mysteryClass x) {
    return Math.exp(x);
}

public mysteryClass thirdFunct(mysteryClass x) {
    return (1 + x) / 2;
}

每个函数都可以按原样使用 - - 具有任意数量的维度？然后，mysteryClass 会自动通过函数递归运行每个元素，而无需手动修改函数或循环每个元素？不确定对象是否有可能知道它是如何被使用的，并进行相应的调整。

提前致谢。

Answer 1

我不知道有什么内置方法可以做到这一点，但我有这样的方法:

public static Object applyAll(Object x) {
    if (x instanceof Double) {
        return doFunc((Double) x);
    }
    else if (x instanceof Object[]) {
        List<Object> result = new ArrayList<>();
        for (Object element : (Object[])x) {
            result.add(applyAll(element));
        }
        return result.toArray(new Object[0]);
    }
    else {
        throw new RuntimeException("Unexpected class: " + x.getClass());
    }
}

applyAll 适用于 Double 或数组，如果它是数组，它会在元素上递归调用自身并构建结果数组。最终结果是最终结果的数组结构与最外层参数的结构匹配。但是，如果任何元素不是 Double 或数组，则会引发异常。 doFunc 是一种接受 double 或 Double 参数并返回 double 或 Double。您可以轻松地将函数作为参数传递(使用 Java 8 函数接口(interface))，而不需要定义 doFunc。在您的示例中，doFunc 将在其参数上返回 Math.exp。

这可能不是最好的代码，但它可以工作。您实际上不需要构建列表然后转换为数组，因为数组的大小已经知道。但是，我没有尝试完善它。您可以根据需要随意改进或修改。