0

我想设计形状类。我需要区分几种不同的形状： 

-Point  
-Line  
-Triangle  
-Circle  
-Polygons

这个类的主要目的是计算两个形状之间的距离。
我有计算这些距离的所有方法，但我想要一个可以使用的方法，它应该看起来像这样：

float Distance(Shape a, Shape b)

最简单的方法是放置大量 if 语句，然后调用正确的方法，但这绝对不是 OOP。

如何以 OOP 风格设计这样的类？

4

6 回答 6

3

这是一个棘手的问题，因为如果您正在实现使用最近点计算两个对象之间距离的方法，您确实需要知道两个对象的类型是什么。如果您使用例如中心点来比较它，那么它会很容易 - 您只需添加GetCenter方法，但这在这种情况下根本不起作用。

问题是如果您可以将类层次结构设计为可扩展的，那么类层次结构很有用——也就是说，允许在不修改现有类型的情况下添加其他类型。这不是这里的情况，因为当您添加时，Ellipse您需要实现DistancePointEllipse,DistanceTriangleEllipse等等......使用从函数式语言中已知的代数数据类型来表示它会容易得多。例如在 F# 中：

type Shape = 
  | Circle of float * float * float // center & radius
  | Point of float * float          // center

然后您可以使用模式匹配来处理所有可能的情况：

match shape1, shape2 with
| Circle(x1, y1, r1), Circle(x2, y2, r2) -> // two circles
| Point(x1, y1), Point(x2, y2) -> // two points
| Circle(cx, cy, r), Point(px, py) 
| Point(px, py), Circle(cx, cy, r) ->
    // point and a circle (both combinations

函数式编程似乎更适合这个问题:-)。

无论如何，一种可能的（但仍然是非可扩展的）面向对象的设计是使用Shape带有方法DistanceToPoint,DistanceToTriangle等的基类来计算从当前类型到其他类型形状的距离（因为您确实需要所有组合） .

另一种方法是在 C# 中简单地编写重载方法：

float Distance(Triangle t, Point p);
float Distance(Triangle t, Circle c);
// ... etc

这个选项的好处是您可以轻松减少需要编写的方法数量。例如，如果您有一个 and 的案例Ellipse，Point您可以继承Circle并在比较时Ellipse使用现有案例。CirclePoint

于 2010-04-10T20:00:55.620 回答
1

这取决于您对“距离”的定义。您可以给基类一个抽象的 CenterPoint 属性，由每个派生类覆盖。现在很简单。

于 2010-04-10T19:16:59.323 回答
1

可以使其可扩展的一种设计是将距离查找封装为对特定形状进行操作的策略。您将为新的 Shape 类型对注册委托，然后系统可以使用它来为任何一对形状类型解析适当的函数。这将允许可扩展性，但也会增加复杂性并降低性能。如果您的层次结构像您描述的那样简单，那么简单的条件将更快更容易维护。

这里真正的问题是，所讨论的函数不是特定类的简单行为，而是涉及系统中所有形状的知识。您可以为“OOP”做的最好的事情是将所有杂乱的条件封装在一个了解所有形状的管理器类中。您无法避免由于提供此功能而引入的必要耦合，但您至少可以将其隐藏在更简单的界面后面，正如您所描述的。

于 2010-04-10T20:39:09.243 回答
0

如果形状在 X 轴和 Y 轴上都是对称的，并且应该从中心计算距离，那么您需要Point GetCenter()在抽象基类中有一个方法。从那里，使用距离公式计算它们之间的距离。

于 2010-04-10T19:17:20.817 回答
0

您可以创建一个抽象基类Shape，从中继承每个形状的类。在基类中，您为您想要的功能声明一个抽象方法（例如，CalculateDistance），但没有任何代码（即没有主体）。在每个继承的类中，您都需要提供此方法的实现。

在相关说明中：为您的类选择属性和方法，以便您Shape需要将大量代码从一个形状派生类复制到另一个。如果是这种情况，您应该将该代码放在抽象Shape类的属性或方法中。最后，每个子类只包含针对每个形状不同的部分的代码。这取决于您的实现，以及如何在内部表示形状。

于 2010-04-10T19:17:24.517 回答
0

使用 flatten 方法创建一个抽象的 Shape 基类，将形状转换为多边形：

abstract class Shape
{
    virtual Polygons Flatten();
}

计算两个多边形之间距离的代码应该很简单。然后您的距离函数如下所示：

float Distance(Shape a, Shape b)
{
    Polygons polygonsA = a.Flatten();
    Polygons polygonsB = b.Flatten();
    return polygonsA.Distance(polygonsB);
}
于 2010-07-14T15:12:02.127 回答