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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 * 5std::cout << "Square area: " << calculator.calculateArea(&square) << std::endl; // 4 * 4
}
优点:
- 消除了条件语句:通过多态,AreaCalculator 类不再需要判断具体的形状类型,而是通过虚函数机制动态调用正确的 area()
方法。 - 易于扩展:如果你将来添加更多形状(如 Triangle),只需继承 Shape 并实现 area() 方法,不需要修改
AreaCalculator 类。 - 更符合面向对象原则:多态性使得行为的改变更加灵活,并且将每个形状的逻辑封装到自己的类中,符合单一职责原则(SRP)。
总结:
将条件语句替换为多态,关键在于利用类和继承的机制,确保每个具体类型的行为都在它自己类的成员函数中实现。通过多态性,系统可以根据对象的实际类型动态地选择正确的行为,而无需显式地判断类型。这样可以使代码更易于扩展和维护。