主要內(nèi)容基于工廠模式計(jì)算器軟件的分析與設(shè)計(jì)過程工廠模式的應(yīng)用課程目的理解工廠模式在計(jì)算器軟件中的應(yīng)用方式掌握對話框結(jié)構(gòu)軟件的設(shè)計(jì)9.1需求分析

本章擬實(shí)現(xiàn)一個可視化的簡單四則運(yùn)算計(jì)算器，能完成加、減、乘、除的運(yùn)算功能，要求易維護(hù)、易擴(kuò)展，后期能輕松添加其他的運(yùn)算功能。

對題目需求進(jìn)行分析，依據(jù)“高內(nèi)聚、低耦合”的設(shè)計(jì)理念，將計(jì)算器的運(yùn)算需求和界面需求分離。9.1需求分析計(jì)算器的計(jì)算需求如下：(1)計(jì)算器需實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除、等于、清空等基本操作，后期如果將該計(jì)算器擴(kuò)展為科學(xué)計(jì)算器，則還需擴(kuò)展平方、平方根、倒數(shù)、階乘、絕對值、立方、立方根、sin、cos、tan、sinh、cosh、tanh、退格等操作功能。(2)支持浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)的計(jì)算。(3)異常處理。在計(jì)算器程序的計(jì)算過程中，可能會出現(xiàn)除數(shù)為0等錯誤輸入情況，要求程序能對這些異常情況進(jìn)行處理。9.1需求分析計(jì)算器的頁面需求如下：(1)具有數(shù)據(jù)的輸入、輸出、計(jì)算功能，可視化顯示所有功能按鈕。(2)界面簡潔、美觀，便于交互。根據(jù)題目需求，簡單四則運(yùn)算計(jì)算器的軟件架構(gòu)可以采用基于對話框的應(yīng)用程序框架實(shí)現(xiàn)。為了滿足易維護(hù)、易擴(kuò)展的需求，運(yùn)算邏輯可以采用符合開閉原則的工廠模式實(shí)現(xiàn)。異常處理可采用判斷除數(shù)是否為0的方法處理。軟件選擇VisualStudio2010開發(fā)平臺、C++語言實(shí)現(xiàn)。9.2設(shè)計(jì)過程

工廠模式符合面向?qū)ο笤瓌t：可維護(hù)、可復(fù)用、可擴(kuò)展，靈活性高、耦合度低，因此采用工廠模式、實(shí)現(xiàn)計(jì)算器的運(yùn)算類的設(shè)計(jì)。首先抽象運(yùn)算基類，在運(yùn)算基類的基礎(chǔ)上派生出具體運(yùn)算類加法、減法、乘法、除法類；其次抽象工廠基類，在工廠基類的基礎(chǔ)上派生基礎(chǔ)運(yùn)算類工廠。9.2設(shè)計(jì)過程其次抽象工廠基類，在工廠基類的基礎(chǔ)上派生基礎(chǔ)運(yùn)算類工廠。如果想要添加新的運(yùn)算，例如乘方類，則只需從運(yùn)算基類派生出乘方類，從工廠基類派生出乘方運(yùn)算類工廠即可，符合面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則中的開閉原則，計(jì)算器類結(jié)構(gòu)圖如圖6-8所示。程序的計(jì)算邏輯流程圖如圖9-1所示。圖9-1

計(jì)算邏輯流程圖9.3具體實(shí)現(xiàn)在前述分析設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，基于工廠模式的計(jì)算器具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：(1)啟動VisualStudio2010的AppWizard，建立一個基于對話框的MFC應(yīng)用程序Calculator，如圖9-2所示。圖9-2

建立Calculator工程9.3具體實(shí)現(xiàn)(2)修改對話框資源，按照圖9-3方式，添加控件對象。其中Edit控件的ID是IDC_EDIT_PUTOUT，屬性Number、Read-Only、RightAlignedText為真，映射CString類型的變量m_Cnumber。其余按鈕控件的ID標(biāo)識和標(biāo)題見表9-1。圖9-3

對話框資源視圖表9-1

按鈕控件的ID標(biāo)識和標(biāo)題ID標(biāo)識標(biāo)題處理函數(shù)IDC_BUTTON11OnNumberKeyIDC_BUTTON22OnNumberKeyIDC_BUTTON33OnNumberKeyIDC_BUTTON44OnNumberKeyIDC_BUTTON55OnNumberKeyIDC_BUTTON66OnNumberKeyIDC_BUTTON77OnNumberKeyIDC_BUTTON88OnNumberKeyIDC_BUTTON99OnNumberKeyIDC_BUTTON00OnNumberKeyIDC_Dot.OnNumberKeyIDC_Divide／OnOperationKeyIDC_Multiply*OnOperationKeyIDC_Add+OnOperationKeyIDC_Sub-OnOperationKeyIDC_Equal=OnOperationKeyIDC_ClearCOnOperationKey9.3具體實(shí)現(xiàn)(3)

為工程添加業(yè)務(wù)邏輯的類代碼如下，寫入Operation.h。#pragmaonce#include<math.h>#include<stdio.h>

classCOperation{protected:

doubleOperand1,Operand2,Result;public:

COperation(){Operand1=0;Operand2=0;Result=0;}voidSetOperand1(doubleop1){Operand1=op1;}doubleGetOperand1(){returnOperand1;}voidSetOperand2(doubleop2){Operand2=op2;}doubleGetOperand2(){returnOperand2;}virtualdoubleGetResult(){returnResult;}};//加法類classCOperationAdd:publicCOperation{virtualdoubleGetResult(){Result=Operand1+Operand2;returnResult;}};classCOperationSub:publicCOperation{virtualdoubleGetResult(){Result=Operand1-Operand2;returnResult;}};classCOperationMul:publicCOperation{virtualdoubleGetResult(){Result=Operand1*Operand2;returnResult;}};classCOperationDiv:publicCOperation{virtualdoubleGetResult(){if(fabs(Operand2)>0)Result=Operand1/Operand2;returnResult;}};//工廠模式//運(yùn)算類工廠classOperationFactory{protected:COperation*oper;public:OperationFactory(){oper=NULL;}~OperationFactory(){if(oper!=NULL)deleteoper;}virtualCOperation*CreateOperate(charoperate){returnoper;}};classFourOperationFactory:publicOperationFactory{public:virtualCOperation*CreateOperate(charoperate){switch(operate){case'+':{oper=newCOperationAdd();break;}case'-':{oper=newCOperationSub();break;}case'*':{oper=newCOperationMul();break;}case'/':{oper=newCOperationDiv();break;}}returnoper;}};9.3具體實(shí)現(xiàn)(4)在對話框類的頭文件(CalculatorDlg.h)中添加用于數(shù)學(xué)計(jì)算類和業(yè)務(wù)類的頭文件：#include"math.h"#include"Operation.h"9.3具體實(shí)現(xiàn)

(5)添加按鈕消息映射，在對話框類的定義CalculatorDlg.h中添加如下函數(shù)聲明：afx_msgvoidOnNumberKey(UINTnID);//處理數(shù)字鍵單擊事件的消息響應(yīng)函數(shù)afx_msgvoidOnOperationKey(UINTnID);//處理操作鍵單擊事件的消息響應(yīng)函數(shù)9.3具體實(shí)現(xiàn)(6)在對話框的實(shí)現(xiàn)文件CalculatorDlg.cpp消息映射中添加如下黑體代碼：//省略前面代碼BEGIN_MESSAGE_MAP(CCalculatorDlg,CDialog)ON_WM_SYSCOMMAND()ON_WM_PAINT()ON_WM_QUERYDRAGICON()//添加代碼ON_COMMAND_RANGE(IDC_BUTTON1,IDC_Dot,OnNumberKey)ON_COMMAND_RANGE(IDC_Add,IDC_Clear,OnOperationKey)END_MESSAGE_MAP()9.3具體實(shí)現(xiàn)(7)在對話框類的定義(CalculatorDlg.h)中定義如下變量：doublenumber1,number2,m_number;//number1和number1用于存儲將要進(jìn)行運(yùn)算的數(shù)字intNumberState,OperationState;//NumberState用于標(biāo)示是將數(shù)值賦給number1或是number2//OperationState用于表示計(jì)算器所要執(zhí)行的操作charOperator;COperation*Calc;OperationFactory*Factory;FourOperationFactoryfourOperationFactory;9.3具體實(shí)現(xiàn)(8)在對話框類的OnInitDialog函數(shù)中初始化變量，添加如下代碼：m_number=0.0;NumberState=1;9.3具體實(shí)現(xiàn)(9)為對話框類添加計(jì)算函數(shù)voidcal()，函數(shù)實(shí)現(xiàn)代碼如下：voidCCalculatorDlg::cal(){

//用簡單類工廠模式創(chuàng)建對象Calc=Factory->createOperate(Operator);Calc->SetOperand1(number1);//動態(tài)多態(tài)性的體現(xiàn)Calc->SetOperand2(number2);m_number=Calc->GetResult();NumberState=1;m_Cnumber.Format("%g",m_number);UpdateData(FALSE);}9.3具體實(shí)現(xiàn)

(10)為對話框類添加計(jì)算OnNumberKey和OnOperationKey的實(shí)現(xiàn)代碼。voidCCalculatorDlg::OnNumberKey(UINTnID)//響應(yīng)數(shù)字鍵按下{CStringn;switch(nID){caseIDC_BUTTON1:n="1";break;caseIDC_BUTTON2:n="2";break;caseIDC_BUTTON3:n="3";break;caseIDC_BUTTON4:n="4";break;caseIDC_BUTTON5:n="5";break;caseIDC_BUTTON6:n="6";break;caseIDC_BUTTON7:n="7";break;caseIDC_BUTTON8:n="8";break;caseIDC_BUTTON9:n="9";break;caseIDC_BUTTON0:n="0";break;caseIDC_Dot:n=".";break;}if(NumberState==1){m_Cnumber=m_Cnumber+n;number1=atof(m_Cnumber);UpdateData(FALSE);}else{m_Cnumber=m_Cnumber+n;number2=atof(m_Cnumber);UpdateData(FALSE);}//處理除數(shù)為零的情況的代碼添加在這里，如果選擇除運(yùn)算，則零按鈕不顯示，否則顯示}voidCCalculatorDlg::OnOperationKey(UINTnID)//響應(yīng)操作鍵按下{m_number=atof(m_Cnumber);switch(nID){caseIDC_Divide:OperationState=1;m_number=0;m_Cnumber="";Operator='/';Factory=&fourOperationFactory;NumberState=2;break;caseIDC_Multiply:OperationState=2;m_number=0;m_Cnumber="";Operator='*';NumberState=2;Factory=&fourOperationFactor