面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) h?ZxS
kZ3w 2=x3v
有了思想才能飞翔,缺乏灵活就象少了轮子的汽车,难以飞奔。为了更好的理解设计思想,结合一个尽可能简洁的实例来说明OOD、设计模式及重构。通过下面的代码,详细地阐述面向对象设计思想。 b{wj4
一、传统过程化设计思想 %#,EqN
假定我们要设计一个媒体播放器(只从软件设计的角度,不涉及硬件)。该媒体播放器目前只支持音频文件mp3和wav。按照结构化设计思想,设计出来的播放器的代码如下: }0?\H)/edP
public class MediaPlayer L.) 0!1
{ +$H`/^a.
private void PlayMp3() J)leRR&
{ ',P E25Z
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); &?gvW//L2
} 7;;HP`vY
]7yr.4?a
private void PlayWav() }Pn]j7u!
{ ,wEcRN w
MessageBox.Show("Play the wav file."); JM-+p
} Yx{q VU
(5(TbyWwD
public void Play(string audioType) 9akIu.H
{ {`M
'ruy.%
switch (audioType.ToLower()) y,QJy=?
{ 26Jb{o9Z<
case ("mp3"): .y~vn[q N
PlayMp3(); Z&E!m
break; .#[==
case ("wav"): bI"_hvcFp
PlayWav(); \ tx4bV#
break; 3/q)%Z^=
}
).b,KSi
} ,aBo
p#
} >=Pn\"j
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 -%eBip,'yl
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 z<c%Xl\$%
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! .V Cfh+*J#
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 ^yo~C3r~
二、面向对象设计思想 >MeM
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! n6Qsug$z
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: ^$I8ga
public class MP3 ckTk2xPQ
{ 1SGLA"r
public void Play() x<es1A'u6
{ MQ{.%
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); V"`t*m$
} at-+%e
} z[`OYwsW
(7Q
Fy
public class WAV R# x~f
{ Btgxzf
public void Play() ~l@
h
{ gL:Vj%c
MessageBox.Show("Play the wav file."); Z>si%Npm\
} O<o>/HH$
} %2jRJ
*lT: P-
Public class MediaPlayer }; ;Thfd
{ g VPtd[r
switch (audioType.ToLower())
:ENdF `nC
{ KtO|14R:
case ("mp3"): (L3Etan4RE
MP3 m = new MP3(); ,'f^K!iA
m.Play(); E kvTl-
break; DZ7<-SFU
case ("wav"): @z-%:J/$
WAV w = new WAV(); 7(S66
w.Play(); mhDC1lXF
break; i=^!?
i
} J )DFH~p
} i l5Qo
现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 DQy<!Wb+
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) bk}'wcX<+]
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 p9`!.~[
public class AudioMedia {%b*4x0?
{ zv8AvNDK
public void Play() Sd |=*X
{ %A^V@0K3
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); 15X.gx
} 7B)m/%>3s
} 1z5Oi u
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 ;#Y'SK
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: qLYz-P'ik
public abstract class AudioMedia dz>2/'
{ D,l&^diz
public abstract void Play(); #{DX*;1m
} u9zEhfg8
5Y(<T~
public class MP3:AudioMedia <(c_[o/
{ 5mYX#//:
public override void Play() iX|K4.Pz{
{ .;$Ub[
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); kR,ry:J-
} 8%ea(|Wjg
} (& UQ^
js..k*j
public class WAV:AudioMedia ^P}jn`4
{ rn9n _)
public override void Play() Oe~x,=X)
{ ?-Zl(uX
MessageBox.Show("Play the wav file."); J^V}%N".
} lPyY
} J_S8=`f%
r&y0`M
public class MediaPlayer 31^Jg
{ qC x|}5:
//根据需要完成任务的单向分派 wr-/R"fX
public void Play(AudioMedia media) uSgR|b;R]
{ YstR
T1
media.Play(); >_J9D?3S
} SIridZ*%
} 2if7|o$=
到此,我们通过单向分派技术使OOD思想得到进一步的体现。现在的设计,即满足了类之间的层次关系,又保证了类的最小化原则,同时又体现了面向对象设计原则(开—闭原则、里氏代换原则)更利于扩展。(止此,你会发现play方法名的更改是多么必要)。 [2$mo;E?
如果现在又增加了对WMA、MP4等音频文件的播放,只需要设计WMA类,MP4类,并继承AudioMedia,在相应的子类中重写Play方法就可以了,MediaPlayer类对象的Play方法根本不用任何改变。 1p5n}|
如果让媒体播放器能够支持视频文件,必须另外设计视频媒体的类。因视频文件和音频文件有很多不同的地方,不可能让视频继承音频。假设我们播放器支持RM和MPEG格式的视频。视频类代码如下: {)jTq??
public abstract class VideoMedia YT`,f*t
{ {Z,_/@}N
public abstract void Play(); .C*mDi)wZ
} %;eD.If}
,6EhtNDu
public class RM:VideoMedia teKx^ 'c'
{ *671MJ9
public override void Play() Fd86P.Df
{ +6`+Q2qi
MessageBox.Show("Play the rm file."); fg)VO6Wo&
} ?:42jp3
} KcvstC`
l+A)MJd oj
public class MPEG:VideoMedia ;l %$-/%
{ 4`GOBX1b.y
public override void Play() ~NMx:PP
{ TtQ'I}7q
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); ({OQ
JBC
} "vka7r
} nSv@FT'~z
D"V(A \sZ
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 7tbY>U8
不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: vh#81}@N7*
4iI4+
public interface IMedia :pfLa2f+
{ SF=TG84<
void Play(); $ niG)@*
} Kr5(fU
V,h}l"
public abstract class AudioMedia:IMedia (^NYC$ZxM=
{ SK*z4p
public abstract void Play(); Fq$r>tmV
} GEK7q<
rJ)j./c
public abstract class VideoMedia:IMedia W#P`Y < u$
{ @-ml=S7;Sz
public abstract void Play(); @ry/zG#
} KdBpfPny@
>qz#&