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使用多态来替换条件语句

news 2025/9/12 0:22:45

Replace Conditional with Polymorphism

要将条件语句（如 if 或 switch）替换为多态，你需要将代码中的条件逻辑提取到不同的类中，并利用面向对象的多态性来动态选择行为。这样做的好处是可以让代码更加清晰、易扩展，且符合开放封闭原则（即对扩展开放，对修改封闭）。

举个例子：
假设你有如下代码，其中有很多条件语句来根据不同的类型执行不同的行为：

class Shape {
public:
    virtual double area() const = 0;
};

class Circle : public Shape {
public:
    double radius;
    Circle(double r) : radius(r) {}
    double area() const override {
        return 3.14 * radius * radius;
    }
};

class Square : public Shape {
public:
    double side;
    Square(double s) : side(s) {}
    double area() const override {
        return side * side;
    }
};

class AreaCalculator {
public:
    double calculateArea(Shape* shape) {
        if (dynamic_cast<Circle*>(shape)) {
            Circle* circle = dynamic_cast<Circle*>(shape);
            return 3.14 * circle->radius * circle->radius;
        } else if (dynamic_cast<Square*>(shape)) {
            Square* square = dynamic_cast<Square*>(shape);
            return square->side * square->side;
        }
        return 0.0;
    }
};

在这个例子中，AreaCalculator 使用了 if 语句来判断不同形状并计算它们的面积。这个代码显得非常不灵活，假如未来我们需要支持更多的形状类型，就必须修改 AreaCalculator 类。

使用多态来替换条件语句
我们可以通过将每个形状的面积计算逻辑放入各自的 area 方法中，来利用多态性消除条件判断。

首先，定义一个 Shape 基类，并让每个具体的形状类实现自己的 area() 方法：

class Shape {
public:
    virtual double area() const = 0;  // 纯虚函数
    virtual ~Shape() = default;        // 虚析构函数
};

class Circle : public Shape {
public:
    double radius;
    Circle(double r) : radius(r) {}
    double area() const override {
        return 3.14 * radius * radius;
    }
};

class Square : public Shape {
public:
    double side;
    Square(double s) : side(s) {}
    double area() const override {
        return side * side;
    }
};

接下来，在 AreaCalculator 中，直接利用多态来调用每个具体形状的 area() 方法，而不需要使用条件语句：

class AreaCalculator {
public:
    double calculateArea(Shape* shape) {
        return shape->area();  // 利用多态直接调用正确的 area() 方法
    }
};

使用示例：

int main() {
    Circle circle(5);
    Square square(4);
    
    AreaCalculator calculator;
    
    std::cout << "Circle area: " << calculator.calculateArea(&circle) << std::endl;  // 3.14 * 5 * 5
    std::cout << "Square area: " << calculator.calculateArea(&square) << std::endl;  // 4 * 4
}