主要內容基于工廠模式計算器軟件的分析與設計過程工廠模式的應用課程目的理解工廠模式在計算器軟件中的應用方式掌握對話框結構軟件的設計9.1需求分析

本章擬實現一個可視化的簡單四則運算計算器，能完成加、減、乘、除的運算功能，要求易維護、易擴展，后期能輕松添加其他的運算功能。

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

工廠模式符合面向對象原則：可維護、可復用、可擴展，靈活性高、耦合度低，因此采用工廠模式、實現計算器的運算類的設計。首先抽象運算基類，在運算基類的基礎上派生出具體運算類加法、減法、乘法、除法類；其次抽象工廠基類，在工廠基類的基礎上派生基礎運算類工廠。9.2設計過程其次抽象工廠基類，在工廠基類的基礎上派生基礎運算類工廠。如果想要添加新的運算，例如乘方類，則只需從運算基類派生出乘方類，從工廠基類派生出乘方運算類工廠即可，符合面向對象設計原則中的開閉原則，計算器類結構圖如圖6-8所示。程序的計算邏輯流程圖如圖9-1所示。圖9-1

計算邏輯流程圖9.3具體實現在前述分析設計的基礎上，基于工廠模式的計算器具體實現步驟如下：(1)啟動VisualStudio2010的AppWizard，建立一個基于對話框的MFC應用程序Calculator，如圖9-2所示。圖9-2

建立Calculator工程9.3具體實現(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標識和標題見表9-1。圖9-3

對話框資源視圖表9-1

按鈕控件的ID標識和標題ID標識標題處理函數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具體實現(3)

為工程添加業務邏輯的類代碼如下，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具體實現(4)在對話框類的頭文件(CalculatorDlg.h)中添加用于數學計算類和業務類的頭文件：#include"math.h"#include"Operation.h"9.3具體實現

(5)添加按鈕消息映射，在對話框類的定義CalculatorDlg.h中添加如下函數聲明：afx_msgvoidOnNumberKey(UINTnID);//處理數字鍵單擊事件的消息響應函數afx_msgvoidOnOperationKey(UINTnID);//處理操作鍵單擊事件的消息響應函數9.3具體實現(6)在對話框的實現文件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具體實現(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用于存儲將要進行運算的數字intNumberState,OperationState;//NumberState用于標示是將數值賦給number1或是number2//OperationState用于表示計算器所要執行的操作charOperator;COperation*Calc;OperationFactory*Factory;FourOperationFactoryfourOperationFactory;9.3具體實現(8)在對話框類的OnInitDialog函數中初始化變量，添加如下代碼：m_number=0.0;NumberState=1;9.3具體實現(9)為對話框類添加計算函數voidcal()，函數實現代碼如下：voidCCalculatorDlg::cal(){

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

(10)為對話框類添加計算OnNumberKey和OnOperationKey的實現代碼。voidCCalculatorDlg::OnNumberKey(UINTnID)//響應數字鍵按下{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);}//處理除數為零的情況的代碼添加在這里，如果選擇除運算，則零按鈕不顯示，否則顯示}voidCCalculatorDlg::OnOperationKey(UINTnID)//響應操作鍵按下{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