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Java OOP 物件導向程式設計：從混亂到秩序的重構之旅 ​

🎯 課程目標 ​

透過實戰情境體驗，從混亂的程式碼出發，深入理解 Class、Object、Interface 的核心概念，最終掌握用物件導向思維解決實際問題的能力。

第一章：需求地獄 - 體驗混亂的開始 ​

1.1 情境背景 ​

你剛進入一家智慧家電新創公司「HomeTech」，第一天上班，主管就丟給你一個緊急任務：

"客戶抱怨我們的設備控制 App 經常當機，而且每次新增品牌支援都要等 2 週開發時間。董事會下週要看 demo，你能先做個最基礎的版本嗎？"

初始需求（故意簡化） ​

  • 支援 3 個燈具品牌：Philips、小米、IKEA
  • 基本功能：開燈、關燈
  • 重要限制：「先求有，再求好，時間很趕！」

1.2 快速交付版本（10 分鐘實作） ​

java
// 給學生的起始框架

import java.util.*;

class LightController {
    // 需求：根據brand參數控制不同品牌的燈
    // brand可能的值："philips", "xiaomi", "ikea"
    // action可能的值："on", "off"

    private Map<String, String> lightStatus = new HashMap<>(Map.of(
            "philips", "off",
            "xiaomi", "off",
            "ikea", "off"));

    public void controlLight(String brand, String action) {
        // 你的實作在這裡...
        // 提示：最直接的方式就是if-else判斷
    }

    public void showAllLightStatus() {
        // 這裡先簡單示範
        System.out.println("=== 所有燈具狀態總覽 ===");
        for (Map.Entry<String, String> entry : lightStatus.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue().toUpperCase());
        }

    }
}

// 測試用的main方法
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        LightController controller = new LightController();

        // 測試案例
        controller.controlLight("philips", "on");
        controller.controlLight("xiaomi", "off");
        controller.controlLight("ikea", "on");
        controller.controlLight("unknown", "on"); // 如果出現不支援品牌 要如何應變呢?
        controller.showAllLightStatus();
    }
}

預期輸出：

已將 philips 燈設為 ON
已將 xiaomi 燈設為 OFF
已將 ikea 燈設為 ON
不支援的品牌: unknown
=== 所有燈具狀態總覽 ===
xiaomi: OFF
philips: ON
ikea: ON

看起來還可以？讓我們繼續...

1.3 第一波需求變更（5 分鐘後） ​

主管：「剛接到客戶電話，他們的 Philips 燈泡開關有特殊動畫效果，小米的比較直接，IKEA 的有漸變效果。麻煩調整一下輸出訊息。」

測試用的main方法

java
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        LightController controller = new LightController();

        controller.controlLight("philips", "on");
        controller.controlLight("xiaomi", "on");
        controller.controlLight("ikea", "on");
        controller.controlLight("unknown", "on");
        controller.showAllLightStatus();

        controller.controlLight("xiaomi", "off");
        controller.controlLight("philips", "off");
        controller.controlLight("ikea", "off");
        controller.showAllLightStatus();
    }
}

預期輸出

philips 智慧燈泡優雅點亮
xiaomi 燈泡瞬間點亮
ikea 燈具溫馨啟動
不支援的品牌: unknown
=== 所有燈具狀態總覽 ===
xiaomi: ON
philips: ON
ikea: ON
xiaomi 燈泡立即關閉
philips 智慧燈泡柔和熄滅
ikea 燈具安靜關閉
=== 所有燈具狀態總覽 ===
xiaomi: OFF
philips: OFF
ikea: OFF

1.4 第二波需求變更（再 5 分鐘後） ​

主管：「客戶又說要加亮度調節功能。另外，剛簽了兩個新品牌：Osram 和 Yeelight。」

新增功能需求(亮度調節功能)： 初始亮度預設50

java
// setBrightness(brand, level) - level 1-100

// LightController裡再新增1種方法
public void setBrightness(String brand, int level) {
    // ??
}

新品牌輸出格式：

java
// Osram:
//     "osram 專業燈具點亮"
//     "osram 智慧燈泡關閉"
// Yeelight:
//     "yeelight 智慧燈啟動"
//     "yeelight 智慧燈熄滅"

測試用的main方法

java
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        LightController controller = new LightController();
        System.out.println("測試案例 1: 基本開關功能");
        controller.controlLight("philips", "on");
        controller.controlLight("xiaomi", "on");
        controller.controlLight("ikea", "on");
        controller.controlLight("osram", "on");
        controller.controlLight("yeelight", "on");

        System.out.println("\n測試案例 2: 亮度調節功能");
        controller.setBrightness("philips", 80);
        controller.setBrightness("xiaomi", 90);
        controller.setBrightness("osram", 75);
        controller.setBrightness("yeelight", 85);

        System.out.println("\n測試案例 3: 錯誤輸入測試");
        controller.setBrightness("philips", 150); // 超出範圍
        controller.controlLight("unknown", "on"); // 不支援品牌

        controller.showAllLightStatus(); // 要輸出status、brightness
    }
}

預期輸出

測試案例 1: 基本開關功能
philips 智慧燈泡優雅點亮
xiaomi 燈泡瞬間點亮
ikea 燈具溫馨啟動
osram 專業燈具點亮
yeelight 智慧燈啟動

測試案例 2: 亮度調節功能
philips 燈泡亮度調節至 80%
xiaomi 燈泡亮度調節至 90%
osram 燈泡亮度調節至 75%
yeelight 燈泡亮度調節至 85%

測試案例 3: 錯誤輸入測試
亮度範圍錯誤: 150 (應介於1-100之間)
不支援的品牌: unknown

=== 所有燈具狀態總覽 ===
xiaomi: ON | 亮度: 90% | 色溫: 5000K
osram: ON | 亮度: 85% | 色溫: 4000K
philips: ON | 亮度: 80% | 色溫: 2700K
yeelight: ON | 亮度: 70% | 色溫: 3500K
ikea: ON | 亮度: 75% | 色溫: 3000K

1.5 第三波需求變更（再 5 分鐘後） ​

主管：「客戶又說要加色溫調整功能，董事會說要 demo 智慧風扇和智慧音響的控制，用同一個 App。風扇有轉速調節，音響有音量控制。」

新增功能需求(色溫調整功能)：

java
// setColorTemperature(brand, temp) - temp 2700-6500K 預設 3000K

// LightController裡再新增1種方法
public void setColorTemperature(String brand, int temp) {
    // ??
}

LightController 改名為 DeviceController

java
public class DeviceController {
    public void controlDevice(String type, String brand, String action) {
        if (type.equals("light")) {
            // 40 行的燈具邏輯
        } else if (type.equals("fan")) {
            // 又要寫一堆 if-else
        } else if (type.equals("speaker")) {
            // 再寫一堆 if-else
        }
    }
    
    public void adjustDevice(String type, String brand, String param, int value) {
        // 這個方法要處理：亮度、色溫、轉速、音量...
        // if (type + brand + param) 的排列組合...
    }
}

關鍵時刻

  • 是否開始抱怨程式碼變得很亂？
  • 是否發現很多重複的邏輯？
  • 是否開始覺得難以維護？

1.6 痛苦度量化 ​

程式碼複雜度分析表

項目最初版本當前版本如果有10個品牌會變成
controlLight方法行數???
需要維護的if-else分支???
新增一個品牌要修改的地方???
新增一個功能要修改的地方???

關鍵問題：

  1. 如果 bug 出現在某個品牌的某個功能，要怎麼快速定位？
  2. 如果要修改所有品牌的開燈邏輯，需要改幾個地方？
  3. 新來的同事能快速理解這些程式碼嗎？
  4. 這樣的程式碼還能撐多久？

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