[Python設計模式] 第1章 計算機——簡單原廠模式

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寫在前面的話

"""讀書的時候上過《設計模式》這一門課，當時使用的教材是程傑老師的《大話設計模式》，使用的語言是C#，學過課程之後初期深感物件導向思想的偉大，但是很少應用到實際開發中。後來我接觸了Python，現在工作中用到最多的也是Python，或許是因為Python的便利性，我寫的很多指令碼/程式都還是面向過程編程，缺少物件導向的思想在裡邊。因此，我打算重讀程傑老師的《大話設計模式》並用Python進行實踐。"""                                                                                                                                                                                                                                        by ZH乳酪——張賀

題目

用一種物件導向語言實現一個計算機控制台程式, 要求輸入兩個數和運算子號(+-*/), 得到結果.

基礎版本

a = int(input("input a number:"))b = str(input("input a operater(+ - * /):"))c = int(input("input a number:"))if b == "+":    print(a+c)elif b == "-":    print(a-c)elif b == "*":    print(a*c)else b == "/":    print(a/c)

input a number:16input a operater(+ - * /):*input a number:232

點評

1. 變數命名不規範
2. 無用的if條件判斷太多
3. 除法運算中未考慮第二個數字為0的情況

改進版本1.0——規範代碼

number_a = int(input("input a number:"))operator = str(input("input a operater(+ - * /):"))number_b = int(input("input a number:"))if operator == "+":    print(number_a + number_b)elif operator == "-":    print(number_a - number_b)elif operator == "*":    print(number_a * number_b)elif operator == "/":    if number_b != 0:        print(number_a / number_b)    else:        print("With operator '/', the second number can not be zero.")else:    print("Wrong operator.")

input a number:12input a operater(+ - * /):/input a number:0With operator '/', the second number can not be zero.

點評

1. 沒有使用物件導向的思想
2. 只滿足當前需求, 不易維護, 不易擴充, 不易複用, 不夠靈活

為什麼活字印刷術能位列四大發明？主要是其方法的思想。

1. 文章改字方便, 可維護
2. 一個字可以重複使用, 可複用
3. 文章加字容易, 可擴充
4. 文章改版只需移動活字, 靈活性好

複製?複用?

如果做一個帶圖形化介面的計算機，上邊的代碼需要再寫一次。為了避免這樣，需要將商務邏輯與介面邏輯分開，降低耦合度。

改進版本2.0——利用封裝解耦

class Operation():    def __init__(self):        self.result = None    def get_result(self, number_a, number_b, operator):        if operator == "+":            self.result = number_a + number_b        elif operator == "-":            self.result = number_a - number_b        elif operator == "*":            self.result = number_a * number_b        elif operator == "/":            if number_b != 0:                self.result = number_a / number_b            else:                print("With operator '/', the second number can not be zero.")        else:            print("Wrong operator.")        return self.resultnumber_a = int(input("input a number:"))operator = str(input("input a operater(+ - * /):"))number_b = int(input("input a number:"))operation = Operation()print(operation.get_result(number_a, number_b, operator))

input a number:12input a operater(+ - * /):+input a number:1224

點評

1. 僅僅用到了封裝, 還沒用到繼承和多態。

緊耦合?松耦合?

如果要支援一個開根號運算，上邊的代碼需要改動包括加減乘除在內的get_result函數，應該將加減乘除運算分離, 修改其中一個不影響其他的幾個。那麼就需要定義一個Operator基類, 將get_result定義為虛函數，然後通過繼承和多態，分別實現加減乘除四個子類，每個子類中定義虛函數的實現邏輯。

參考資料: Python中的多態與虛函數

改進版本3.0——簡單原廠模式

from abc import ABCMeta, abstractmethodclass Operation():    __metaclass__ = ABCMeta    def __init__(self):        self.result = None    @abstractmethod    def get_result(self):        pass    class AddOperation(Operation):        def get_result(self, number_a, number_b):        self.result = number_a + number_b        return self.result    class SubOperation(Operation):    def get_result(self, number_a, number_b):        self.result = number_a - number_b        return self.result    class MulOperation(Operation):    def get_result(self, number_a, number_b):        self.result = number_a * number_b        return self.result        class DivOperation(Operation):    def get_result(self, number_a, number_b):        if number_b == 0:            print("With operator '/', the second number can not be zero.")            return self.result        self.result = number_a / number_b        return self.result

如何執行個體化?——簡單原廠模式

現在加減乘除的實現邏輯已經進一步隔離，之後即使增加一個開根號運算子，也和加減乘除無關。那麼如何去執行個體化這些類呢？可以用簡單原廠模式。

class OperationFactory():        @classmethod    def create_operate(self, operator):        oper = None        if operator == "+":            oper = AddOperation()        elif operator == "-":            oper = SubOperation()        elif operator == "*":            oper = MulOperation()        elif operator == "/":            oper = DivOperation()        else:            print("Wrong operator.")        return oper

通過上邊的簡單工廠，輸入運算子號，就可以執行個體化出對應的對象。下邊是用戶端的代碼。

number_a = int(input("input a number:"))operator = str(input("input a operater(+ - * /):"))number_b = int(input("input a number:"))oper = OperationFactory.create_operate(operator)print(oper.get_result(number_a, number_b))

input a number:12input a operater(+ - * /):-input a number:120

點評

1. 商務邏輯與介面邏輯隔離，不關心是控制台程式還是GUI程式
2. 不同運算邏輯隔離，一個運算子的增刪改操作不會影響其他運算
3. 物件導向思想的封裝，繼承，多態都有所體現
4. 易維護，易擴充，易複用

[Python設計模式] 第1章 計算機——簡單原廠模式