小菜编程成长记（五 体会简单工厂模式的美妙）

 

（续上篇） 
       次日，小菜再来找大鸟，问道：“你昨天说计算器这样的小程序还可以用到面向对象三大特性？继承和多态怎么可能用得上，我实在不可理解。”
        大鸟：“小菜很有钻研精神吗？好，今天我让你功力加深一级。你先要考虑一下，你昨天写的这个代码，能否做到很灵活的可修改和扩展呢？”
        小菜：“我已经把业务和界面分离了呀，这不是很灵活了吗？”
        大鸟：“那我问你，现在如果我希望增加一个开根（sqrt）运算，你如何改？”
        小菜：“那只需要改Operation类就行了，在switch中加一个分支就行了。”
        大鸟：“问题是你要加一个平方根运算，却需要把加减乘除的运算都得来参与编译，如果你一不小心，把加法运算改成了减法，这不是大大的糟糕。打个比方，如果现在公司要求你为公司的薪资管理系统做维护，原来只有技术人员（月薪），市场销售人员（底薪+提成），经理（年薪+股份）三种运算算法，现在要增加兼职工作人员的（时薪）算法，但按照你昨天的程序写法，公司就必须要把包含有的原三种算法的运算类给你，让你修改，你如果心中小算盘一打，‘TMD，公司给我的工资这么低，我真是郁闷，这会有机会了’，于是你除了增加了兼职算法以外，在技术人员（月薪）算法中写了一句 

if (员工是小菜)
{
    salary = salary * 1.1;
}

那就意味着，你的月薪每月都会增加10%（小心被抓去坐牢），本来是让你加一个功能，却使得原有的运行良好的功能代码产生了变化，这个风险太大了。你明白了吗？”
        小菜：“哦，你的意思是，我应该把加减乘除等运算分离，修改其中一个不影响另外的几个，增加运算算法也不影响其它代码，是这样吗？”
        大鸟：“自己想去吧，如何用继承和多态，你应该有感觉了。”
        小菜：“OK，我马上去写。”

    /**//// <summary>
    /// 运算类
    /// </summary>
    class Operation
    {
        private double _numberA = 0;
        private double _numberB = 0;
        
        /**//// <summary>
        /// 数字A
        /// </summary>
        public double NumberA
        {
            get{ return _numberA; }
            set{ _numberA = value;}
        }

        /**//// <summary>
        /// 数字B
        /// </summary>
        public double NumberB
        {
            get{ return _numberB; }
            set{ _numberB = value; }
        }

        /**//// <summary>
        /// 得到运算结果
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public virtual double GetResult()
        {
            double result = 0; 
            return result;
        }

       
    }

 

 

    /**//// <summary>
    /// 加法类
    /// </summary>
    class OperationAdd : Operation
    {
        public override double GetResult()
        {
            double result = 0; 
            result = NumberA + NumberB;
            return result;
        }
    }

    /**//// <summary>
    /// 减法类
    /// </summary>
    class OperationSub : Operation
    {
       public override double GetResult()
        {
            double result = 0;
            result = NumberA - NumberB;
            return result;
        }
    }

    /**//// <summary>
    /// 乘法类
    /// </summary>
    class OperationMul : Operation
    {
        public override double GetResult()
        {
            double result = 0;
            result = NumberA * NumberB;
            return result;
        }
    }

    /**//// <summary>
    /// 除法类
    /// </summary>
    class OperationDiv : Operation
    {
        public override double GetResult()
        {
            double result = 0;
            if (NumberB==0)
                throw new Exception("除数不能为0。");
            result = NumberA / NumberB;
            return result;
        }
    }

        小菜：“大鸟哥，我按照你说的方法写出来了一部分，首先是一个运算类，它有两个Number属性，主要用于计算器的前后数，然后有一个虚方法GetResult()，用于得到结果，然后我把加减乘除都写成了运算类的子类，继承它后，重写了GetResult()方法，这样如果要修改任何一个算法，都不需要提供其它算法的代码了。但问题来了，我如何让计算器知道我是希望用哪一个算法呢？”
        大鸟：“写得很不错吗，大大超出我的想象了，你现在的问题其实就是如何去实例化对象的问题，哈，今天心情不错，再教你一招‘简单工厂模式’，也就是说，到底要实例化谁，将来会不会增加实例化的对象（比如增加开根运算），这是很容易变化的地方，应该考虑用一个单独的类来做这个创造实例的过程，这就是工厂，来，我们看看这个类如何写。”

 

    /**//// <summary>
    /// 运算类工厂
    /// </summary>
    class OperationFactory
    {
        public static Operation createOperate(string operate)
        {
            Operation oper = null;
            switch (operate)
            {
                case "+":
                    {
                        oper = new OperationAdd();
                        break;
                    }
                case "-":
                    {
                        oper = new OperationSub();
                        break;
                    }
                case "*":
                    {
                        oper = new OperationMul();
                        break;
                    }
                case "/":
                    {
                        oper = new OperationDiv();
                        break;
                    }
             }

            return oper;
        }
    }

          大鸟：“哈，看到吧，这样子，你只需要输入运算符号，工厂就实例化出合适的对象，通过多态，返回父类的方式实现了计算器的结果。”

Operation oper;
oper = OperationFactory.createOperate("+");
oper.NumberA = 1;
oper.NumberB = 2;
double result = oper.GetResult();
                

        大鸟： “哈，界面的实现就是这样的代码，不管你是控制台程序，Windows程序，Web程序，PDA或手机程序，都可以用这段代码来实现计算器的功能，当有一天我们需要更改加法运算，我们只需要改哪里？”
        小菜：“改OperationAdd 就可以了。”
        大鸟： “那么我们需要增加各种复杂运算，比如平方根，立方根，自然对数，正弦余弦等，如何做？”
        小菜：“只要增加相应的运算子类就可以了呀。”
        大鸟： “嗯？够了吗？”
        小菜：“对了，还需要去修改运算类工厂，在switch中增加分支。”
        大鸟： “哈，那才对，那如果要修改界面呢？”
        小菜：“那就去改界面呀，关运算什么事呀。”
        小菜：“ 回想那天我面试题写的代码，我终于明白我为什么写得不成功了，原来一个小小的计算器也可以写出这么精彩的代码，谢谢大鸟。”

(下为当时面试题时小菜所写代码，见《小菜编程成长记（一）》)

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Console.Write("请输入数字A：");
        string A = Console.ReadLine();
        Console.Write("请选择运算符号(+、-、*、/)：");
        string B = Console.ReadLine();
        Console.Write("请输入数字B：");
        string C = Console.ReadLine();
        string D = "";

        if (B == "+")
            D = Convert.ToString(Convert.ToDouble(A) + Convert.ToDouble(C));
        if (B == "-")
            D = Convert.ToString(Convert.ToDouble(A) - Convert.ToDouble(C));
        if (B == "*")
            D = Convert.ToString(Convert.ToDouble(A) * Convert.ToDouble(C));
        if (O == "/")
            D = Convert.ToString(Convert.ToDouble(A) / Convert.ToDouble(C));

        Console.WriteLine("结果是：" + D);
    }     
}

        大鸟： “吼吼，记住哦，编程是一门技术，更加是一门艺术，不能只满足于写完代码运行结果正确就完事，时常考虑如何让代码更加简炼，更加容易维护，容易扩展和复用，只有这样才可以是真的提高。写出优雅的代码真的是一种很爽的事情。不过学无止境，其实这才是理解面向对象的开始呢。给你出个作业，做一个商场收银软件，营业员根据客户购买商品单价和数量，向客户收费。”
        小菜：“就这个？没问题呀。”

（待续）