面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) T@x_}a:g
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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。
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一、传统过程化设计思想 ,ou&WI yC
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: !;h`J:dN
public class MediaPlayer !<W^Fh
{ diDB>W
private void PlayMp3() Cso-WG,
{ Yi+$g
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); z`KP
}-
} 8bI;xjK^Q
pA?2UZ
private void PlayWav() +je{%,*
{ JPGEE1!B{b
MessageBox.Show("Play the wav file."); 1_0\_|
} kH }HFl
rugR>&mea
public void Play(string audioType) FvT;8ik:3
{ &NB"[Mm:@
switch (audioType.ToLower()) L|N[.V9
{ q$BS@
case ("mp3"): ^U[yk'!Y
PlayMp3(); ~fR-cXj"
break; UhVJ! NrT
case ("wav"): Xw |6
#^
PlayWav(); *J|]E(
break; aYd`E4S+
} YCnKX<Wv
} bo04y)Iz
} XYdr~/[HPy
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。 9 Z79
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。 do&0m[x%
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! _5&LV2
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。 CGY,I
UG
二、面向对象设计思想 Xw_6SR9C
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! f5dctDHP
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: OXIy0].b
public class MP3 /Ym!%11`
{ .BjnV%l7Id
public void Play() fZF.eRP'
{ `(Ij@84
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 7zEpuw
} NQ qq\h
} 0FG|s#Ig
Fooa~C"
public class WAV !y syb
{ cNvh2JI
public void Play() zPt0IB_j'
{ %y_AT2A
MessageBox.Show("Play the wav file."); F`U
YgN
} #xTu {
} TSHH=`cx
Z&Ao;=Gp1
Public class MediaPlayer A!.* eIV|
{ xA {1XS}
switch (audioType.ToLower()) )!jX$bK
{ <Z^qBM
case ("mp3"): +U= !svE
MP3 m = new MP3(); ~zD*=h2C
m.Play(); 7R5!(g
break; EGIwqci:
case ("wav"): @(_f}SgfE
WAV w = new WAV(); aT`. e
w.Play(); <N}*|z7=b
break; ![CF
>:e
} ! tPHT
} o dTg.m
现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 gt{$G|bi
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) #7yy7Y5
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。 AagWswv{Bf
public class AudioMedia ("-`Y'"K
{ nps"nggk
public void Play() 5X=ik7m^
{ @#W$7Gwf0
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); 8bP4
} 2i_X{!0}
} vhj^R5=
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)。 F\(7B#
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: ;1[Lwnm
public abstract class AudioMedia D>).^>|q
{ l<YCX[%E
public abstract void Play(); ZFO*D79:K
} ;)gNe:Q
-y5Zc?e
public class MP3:AudioMedia 2=p"%YSn
{ B@@j-
public override void Play() Th(F^W9
{ Eh*t;J=O
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); W99Hq1W;r
} <;.->73E
} PZsq9;P$
I7/X6^/}
public class WAV:AudioMedia /'g"Ys?3
{ y.m;4((
public override void Play() S+Vsy(
{ Qpaan
MessageBox.Show("Play the wav file."); qtLXdSc
} jYi{[**
} iJD_qhd7
6*r3T:u3
public class MediaPlayer Q($aN-
{ 2lm{: tS
//根据需要完成任务的单向分派 *N|s+
public void Play(AudioMedia media) y/}ENUGR
{ {po f=G
media.Play(); y$^.HI02jP
} OP}8u"\Z
} sB>ZN3ptH^
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)。 YMEI
J}
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。 ,H+LE$=
如果让媒体播放器能够支持视频文件,必须另外设计视频媒体的类。因视频文件和音频文件有很多不同的地方,不可能让视频继承音频。假设我们播放器支持RM和MPEG格式的视频。视频类代码如下: &}/h[v_#'
public abstract class VideoMedia oy!Dm4F
{ %/(>>*}Kw|
public abstract void Play(); \r+8}8
} G
oJ\6&"
bu|ecv
public class RM:VideoMedia sBfPhBT|
{ en6oFPG
public override void Play() L4,Ke
{ /n|`a1!
MessageBox.Show("Play the rm file."); l-mf~{
} <DjFMTCN
} "TgE@bC
6}EC)j;Fw
public class MPEG:VideoMedia >HH49cCo
{ 4;hgi[
public override void Play() :n?K[f?LfY
{ {Z=m5Dy}
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); fsDwfwil*
} zz+p6`
} td6$w:SN,l
@xI:ZtM
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。 4[]/
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: A+Xk=k5<
#=hI}%n
public interface IMedia @]0;aZ{3
{ B "z`X!\
void Play(); T]fu[yRVvg
} Cp@'
k;(
*Tt*\ O
public abstract class AudioMedia:IMedia ~<, QxFG5
{ !7O!)WJ
public abstract void Play(); """gV)Y
} utvZ<zz`
2"~QI xY=
public abstract class VideoMedia:IMedia oT\u^WU
{ -b4#/q+bb+
public abstract void Play(); u{o!#_o64
} %EooGHGF?
?5<