面试题：Visual Basic 方法重载与运算符重载的综合场景分析

Question

在一个图形绘制的项目中，有一个 `Shape` 基类，派生出 `Circle`（圆形）和 `Rectangle`（矩形）类。`Shape` 类中有一个抽象方法 `CalculateArea`。`Circle` 类有半径属性 `Radius`，`Rectangle` 类有长 `Length` 和宽 `Width` 属性。要求在 Visual Basic 中，为 `Circle` 和 `Rectangle` 类分别实现 `CalculateArea` 方法（这涉及方法重载概念）。另外，假设要实现两个 `Shape` 对象相加（比如一个 `Circle` 和一个 `Rectangle`）表示将它们的面积相加得到一个新的 `Shape` 对象（面积为两者之和），请描述如何通过运算符重载来实现这一功能，包括设计思路、可能遇到的问题及解决方案。

Answer 1

1. 实现 CalculateArea 方法

在 Visual Basic 中，代码如下：

MustInherit Class Shape
    MustOverride Function CalculateArea() As Double
End Class

Class Circle
    Inherits Shape
    Public Radius As Double
    Public Overrides Function CalculateArea() As Double
        Return Math.PI * Radius * Radius
    End Function
End Class

Class Rectangle
    Inherits Shape
    Public Length As Double
    Public Width As Double
    Public Overrides Function CalculateArea() As Double
        Return Length * Width
    End Function
End Class

2. 运算符重载实现 Shape 对象相加

设计思路

1. 在 Shape 基类中定义一个静态方法，用于创建一个新的 Shape 对象，其面积为两个 Shape 对象面积之和。
2. 在 Circle 和 Rectangle 类中重载 + 运算符，调用基类的静态方法来实现对象相加功能。

可能遇到的问题

1. 类型问题：两个不同类型的 Shape 对象相加，返回的新 Shape 对象类型如何确定。
2. 效率问题：每次相加都创建新对象可能导致内存开销增加。

解决方案

1. 类型问题：可以创建一个新的 CombinedShape 类继承自 Shape，用于表示两个 Shape 对象相加的结果。
2. 效率问题：对于频繁的相加操作，可以考虑使用享元模式等优化策略，减少对象创建开销。

以下是实现代码示例：

MustInherit Class Shape
    MustOverride Function CalculateArea() As Double
    Public Shared Function CreateCombinedShape(shape1 As Shape, shape2 As Shape) As Shape
        Dim combinedArea = shape1.CalculateArea() + shape2.CalculateArea()
        Return New CombinedShape(combinedArea)
    End Function
End Class

Class Circle
    Inherits Shape
    Public Radius As Double
    Public Overrides Function CalculateArea() As Double
        Return Math.PI * Radius * Radius
    End Function
    Public Shared Operator +(circle As Circle, otherShape As Shape) As Shape
        Return Shape.CreateCombinedShape(circle, otherShape)
    End Operator
End Class

Class Rectangle
    Inherits Shape
    Public Length As Double
    Public Width As Double
    Public Overrides Function CalculateArea() As Double
        Return Length * Width
    End Function
    Public Shared Operator +(rectangle As Rectangle, otherShape As Shape) As Shape
        Return Shape.CreateCombinedShape(rectangle, otherShape)
    End Operator
End Class

Class CombinedShape
    Inherits Shape
    Private _area As Double
    Public Sub New(area As Double)
        _area = area
    End Sub
    Public Overrides Function CalculateArea() As Double
        Return _area
    End Function
End Class