github地址:https://github.com/cheesezh/python_design_patterns
写在前面的话
"""
读书的时候上过《设计模式》这一门课，当时使用的教材是程杰老师的《大话设计模式》，使用的语言是C#，学过课程之后初期深感面向对象思想的伟大，但是很少应用到实际开发中。后来我接触了Python，现在工作中用到最多的也是Python，或许是因为Python的便利性，我写的很多脚本/程序都还是面向过程编程，缺少面向对象的思想在里边。因此，我打算重读程杰老师的《大话设计模式》并用Python进行实践。
""" by ZH奶酪——张贺
题目
用一种面向对象语言实现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.
基础版本
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:16
input a operater(+ - * /):*
input a number:2
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点评
- 变量命名不规范
- 无用的if条件判断太多
- 除法运算中未考虑第二个数字为0的情况
改进版本1.0——规范代码
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:12
input a operater(+ - * /):/
input a number:0
With operator '/', the second number can not be zero.
点评
- 没有使用面向对象的思想
- 只满足当前需求, 不易维护, 不易扩展, 不易复用, 不够灵活
为什么活字印刷术能位列四大发明？主要是其方法的思想。
- 文章改字方便, 可维护
- 一个字可以重复使用, 可复用
- 文章加字容易, 可扩展
- 文章改版只需移动活字, 灵活性好
复制?复用?
如果做一个带图形化界面的计算器，上边的代码需要再写一次。为了避免这样，需要将业务逻辑与界面逻辑分开，降低耦合度。
改进版本2.0——利用封装解耦
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.result
number_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:12
input a operater(+ - * /):+
input a number:12
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点评
- 仅仅用到了封装, 还没用到继承和多态。
紧耦合?松耦合?
如果要支持一个开根号运算，上边的代码需要改动包括加减乘除在内的get_result函数，应该将加减乘除运算分离, 修改其中一个不影响其他的几个。那么就需要定义一个Operator基类, 将get_result定义为虚函数，然后通过继承和多态，分别实现加减乘除四个子类，每个子类中定义虚函数的实现逻辑。
参考资料: Python中的多态与虚函数
改进版本3.0——简单工厂模式
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class 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
如何实例化?——简单工厂模式
现在加减乘除的实现逻辑已经进一步隔离，之后即使增加一个开根号运算符，也和加减乘除无关。那么如何去实例化这些类呢？可以用简单工厂模式。
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
通过上边的简单工厂，输入运算符号，就可以实例化出对应的对象。下边是客户端的代码。
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:12
input a operater(+ - * /):-
input a number:12
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点评
- 业务逻辑与界面逻辑隔离，不关心是控制台程序还是GUI程序
- 不同运算逻辑隔离，一个运算符的增删改操作不会影响其他运算
- 面向对象思想的封装，继承，多态都有所体现
- 易维护，易扩展，易复用