• 计算器


    源起

    最近在看程杰著作的《大话设计模式》,全书以小菜和大鸟对话的形势,由浅入深的讲解程序的设计思想,影射出一个个设计模式。我之前虽然也使用过一些设计模式,但没有系统的学习、整理、总结,现从该书入手,拟补自己技术领域的一块空白。该书虽以C#语言为基础,但对Java程序猿来说,却不影响阅读。本专栏记录自己学习设计模式的过程及自己的认识,争取从小菜蜕变成大鸟。

    定义

    从设计模式的类型上来说,简单工厂模式是属于创建型模式,又叫做静态工厂方法(Static Factory Method)模式,简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式。

    需求

    使用Java来编写一个计算器控制台程序,要求输入两个数和运算符号,得到结果。

    实现

    级别1

    复制代码
     1 import java.util.Scanner;
     2  
     3 public class Operateion{
     4  
     5          public static void main(String[] args) {
     6                    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
     7                    try{
     8                             do{
     9                                      System.out.println("输入数字A:");
    10                                      double numA = scanner.nextDouble();
    11                                      System.out.println("输入运算符(+、-、*、/):");
    12                                      Stringoperate = scanner.next();
    13                                      System.out.println("输入数字B:");
    14                                      double numB = scanner.nextDouble();
    15                                      double result = 0;
    16                                      if(operate.equals("+"))
    17                                                result = numA + numB;
    18                                      else if (operate.equals("-"))
    19                                                result = numA - numB;
    20                                      else if (operate.equals("*"))
    21                                                result = numA * numB;
    22                                      else if (operate.equals("/") && numB != 0)
    23                                                result = numA / numB;
    24                                      else if (numB == 0)
    25                                                System.err.println("除数不能为0!");
    26                                      else
    27                                                System.err.println("运算符输入有误!");
    28                                      System.out.println("运算结果为:"+ result);
    29                                      System.out.println("是否继续操作(Y/N):");
    30                             }while(!scanner.next().equalsIgnoreCase("n"));
    31                    }catch (RuntimeException e) {
    32                             System.err.println("程序发生异常退出!");
    33                    }
    34          }
    35 }
    复制代码

    上面的程序实现了最基本的四则运算,并对基本的异常进行了处理,还可以循环运算。假如说我别处也需要一个运算的程序,还需要再写一份,难复用。我们需要一份可以复用的代码!

    级别2 

    复制代码
     1 import java.util.Scanner;
     2  
     3 public class Operation {
     4  
     5          /*客户端代码 */
     6          public static void main(String[] args) {
     7                    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
     8                    try{
     9                             do{
    10                                      System.out.println("输入数字A:");
    11                                      double numA = scanner.nextDouble();
    12                                      System.out.println("输入运算符(+、-、*、/):");
    13                                      String operate = scanner.next();
    14                                      System.out.println("输入数字B:");
    15                                      double numB = scanner.nextDouble();
    16                                      double result = getResult(numA, numB, operate);
    17                                      System.out.println("运算结果为:"+ result);
    18                                      System.out.println("是否继续操作(Y/N):");
    19                             }while(!scanner.next().equalsIgnoreCase("n"));
    20                    }catch (RuntimeException e) {
    21                             System.err.println("程序发生异常退出!");
    22                    }
    23          }
    24         
    25          /*计算器代码 */
    26          public static double getResult(double numA, double numB, String operate) {
    27                    doubleresult = 0;
    28                    if(operate.equals("+"))
    29                             result = numA + numB;
    30                    else if (operate.equals("-"))
    31                             result = numA - numB;
    32                    else if (operate.equals("*"))
    33                             result = numA * numB;
    34                    else if (operate.equals("/") && numB != 0)
    35                             result = numA / numB;
    36                    else if (numB == 0)
    37                             System.err.println("除数不能为0!");
    38                    else
    39                             System.err.println("运算符输入有误!");
    40                    returnresult;
    41          }
    42 }
    复制代码

    上面的程序将计算器的代码封装到一个方法中,供客户端调用,这样如果存在多个客户端,只需要调用这个方法即可,实现了代码的可复用。那么现在我们把这个工具类编译后,其他人就可以使用了,假如说现在需要添加一个新算法,求A的B次方,我们就需要修改这个类的源代码,在getResult中加入新的分支,然后重新编译,供客户端使用,难扩展

    级别3 

    复制代码
     1 public abstract class Operation {
     2 
     3     protected double numA;
     4     
     5     protected double numB;
     6     
     7     public double getNumA() {
     8         return numA;
     9     }
    10 
    11     public void setNumA(double numA) {
    12         this.numA = numA;
    13     }
    14 
    15     public double getNumB() {
    16         return numB;
    17     }
    18 
    19     public void setNumB(double numB) {
    20         this.numB = numB;
    21     }
    22 
    23     public abstract double getResult();
    24 }
    25 
    26 
    27 /* 加法 */
    28 public class AddOperation extends Operation {
    29 
    30     @Override
    31     public double getResult() {
    32         return numA + numB;
    33     }
    34 
    35 }
    36 
    37 
    38 /* 减法 */
    39 public class SubOperation extends Operation {
    40 
    41     @Override
    42     public double getResult() {
    43         return numA - numB;
    44     }
    45 
    46 }
    47 
    48 
    49 /* 乘法 */
    50 public class MulOperation extends Operation {
    51 
    52     @Override
    53     public double getResult() {
    54         return numA * numB;
    55     }
    56 
    57 }
    58 
    59 
    60 /* 除法 */
    61 public class DivOperation extends Operation {
    62 
    63     @Override
    64     public double getResult() {
    65         if(numB == 0)
    66             throw new RuntimeException("除数不能为0!");
    67         return numA / numB;
    68     }
    69 
    70 }
    复制代码

     上面的代码先创建了一个抽象类Operation,然后创建了加减乘除四个子类,分别实现其运算方法,如果以后需要修改某种运算,只需要去修改相应的类即可,如果需要增加某种运算,只需要去实现Operation的getResult方法即可,那么,我们还需要一个创建运算类的工厂。 

    复制代码
     1 public class OperationFactory {
     2 
     3     public static Operation createOperation(String operate) {
     4         Operation op = null;
     5         if(operate == null)
     6             throw new RuntimeException("运算符不能为空!");
     7         else if(operate.equals("+"))
     8             op = new AddOperation();
     9         else if(operate.equals("-"))
    10             op = new SubOperation();
    11         else if(operate.equals("*"))
    12             op = new MulOperation();
    13         else if(operate.equals("/"))
    14             op = new DivOperation();
    15         else
    16             throw new RuntimeException("运算符错误!");
    17         return op;
    18     }
    19     
    20 }
    复制代码

     客户端代码 

    复制代码
     1 public class OperationTest {
     2 
     3     public static void main(String[] args) {
     4         Operation op = null;
     5         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
     6         try {
     7             do {
     8                 System.out.println("输入数字A:");
     9                 double numA = scanner.nextDouble();
    10                 System.out.println("输入运算符(+、-、*、/):");
    11                 String operate = scanner.next();
    12                 System.out.println("输入数字B:");
    13                 double numB = scanner.nextDouble();
    14 
    15                 op = OperationFactory.createOperation(operate);
    16                 op.setNumA(numA);
    17                 op.setNumB(numB);
    18                 
    19                 double result = op.getResult();
    20                 System.out.println("运算结果为:" + result);
    21                 System.out.println("是否继续操作(Y/N):");
    22             } while(!scanner.next().equalsIgnoreCase("n"));
    23         } catch (RuntimeException e) {
    24             System.err.println("程序发生异常退出!");
    25             e.printStackTrace();
    26         }
    27     }
    28 
    29 }
    复制代码

     将创建对象的工作交给工厂负责,使客户端调用和运算类解耦,当我们更改运算类时,客户端代码不会收到影响,也不需要修改。同时将计算器程序中的多个分支判断拆成了各个类,当分支判断中逻辑过于复杂时,这样做是非常好的。使用面向对象语言的特性(封装、继承、多态),以优雅的方式解决了可复用、可维护、可扩展等问题。

    UML

    总结

    一个小小的计算器程序竟然可以写的这么perfect,编程是一门技术,更是一门艺术。在编写代码的过程中,要牢记可复用、易维护、好扩展,这样,自己才能有所提高,才是真正的软件工程师。

            本文来自:高爽|JavaAnd Flex Corder,原文地址:http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/8163418

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/zimo-bwl1029-s/p/6828768.html
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