面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) lIgAc!q(
YQ7tZl;:t
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。 >m8~Fs0
一、传统过程化设计思想 -*~~00w
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: GbJVw\5Z*
public class MediaPlayer "UTAh6[3oD
{ i|QL6e*0
private void PlayMp3() = K3NKPUI
{ S~Yu;
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); n_Bi HMIU'
}
|RZI]H%
zOA2chy4
private void PlayWav() d^^EfWU
{ Z'o'd_g>I+
MessageBox.Show("Play the wav file."); &KVXU0F^z
} L~e{Vv8UR
4?.L+wL
public void Play(string audioType) W4n(6esO
{ L3y`*&e>
switch (audioType.ToLower()) y~;w`5;|
{ 8&UwnEk<
case ("mp3"): %2<u>=6byG
PlayMp3(); +l(lpp>,
break; )A:|8m
case ("wav"): ~=Q Tv8
PlayWav(); _q3|Ddm2LN
break; SB=%(]S
} f%Vdao[
} ;B6m;[M+
} }WEF*4B!
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。 _e94
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。 IHvrx:7
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^|}C#
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。 B),Z*lpC
二、面向对象设计思想 {x<yDDIv_
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! 6$LQO),,
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: Z$:iq
public class MP3 Wd]MwDcO
{ )_\q)t"=
public void Play() vDcYz,
{ (?lKedA>2
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); zb& 3{,
} jxTYW)E
} {q|Om?@
-9~WtTaV.H
public class WAV &20}64eW%
{ j|2s./!Qg
public void Play() &M*f4PeXb
{ ^Bu55q
MessageBox.Show("Play the wav file."); y sFp`
} [WW ~SOJe
} .ly K
,p
ZOY zCc(d
Public class MediaPlayer GLr7sack
{ (V9 ;
switch (audioType.ToLower()) vw[i.af
{ D=:O^<
case ("mp3"): m+9~f_}
MP3 m = new MP3(); s|d"2w6t
m.Play(); Qs7*_=+h
break; x5%x""VEK
case ("wav"): i4H,Ggb
WAV w = new WAV(); ,@0D_&JAl
w.Play(); feG#*m2g
break; j-9Zzgr
} sG8G}f
} pT'jX^BU
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。 $#/f+kble
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) ^s_7-p])(
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。 ]8dzTEjk
public class AudioMedia W+u-M>Cj6
{ Y[Eq;a132
public void Play() p^*A&7d:P
{ Q$8&V}jVW
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); 1AAOg+Y@U"
} Sgq?r-Q.
} K410.o/=-
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。
6Eyinv
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: aKC,{}f$m
public abstract class AudioMedia vk.P| Y-;
{ NNw0
G&
public abstract void Play(); ,'&H`h54
} JUdQ Q
#VynADPs`o
public class MP3:AudioMedia /nB|Fo_&Q
{ B<oBo&uA
public override void Play() ^vha4<'-qG
{ e]-%P(}Z
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); +~f=L- >
} 2./;i>H[u
} |ZtNCB5{^j
rceX|i>9n
public class WAV:AudioMedia Zgt(zh_l
{ dq^vK
public override void Play() +a0` ,Jc
{ M3Oqto<8"
MessageBox.Show("Play the wav file."); *=(vIm[KL
} &l?AC%a5
} 6o<(,\ad[
1"UHe*2
public class MediaPlayer 9A ?)n<3d
{ tQ(4UHqa~
//根据需要完成任务的单向分派 v:?l C<,
public void Play(AudioMedia media) ug^esB
{ 6QAhVg: A
media.Play(); {3!E8~
} t[o_!fmxZ
} '^%k TNn
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)。 ,)ZI&BL5
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。 r1/9BTPKdJ
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: 2B"&WKk
public abstract class VideoMedia frT<9$QUL
{ y-N]{!
public abstract void Play(); Fx )BMP
} ZY=a[K
tr|)+~x3
public class RM:VideoMedia vX|5*T`(
{ \gR%PN
public override void Play() v"-K-AQjB
{ -{A*`.[v
MessageBox.Show("Play the rm file."); KZ@'NnQ
} \IZY\WU}2
} q![`3m-d.
I&;9
public class MPEG:VideoMedia .?kq\.rQ
{ OJ r~iUr
public override void Play() V6Y0#sTU
{ CD[}|N
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); VhN 6
oI
} EO%"[k
} '9!J' [W
J?C:@Q
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 Vrs?VA`v$
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: qyP={E9A
ZlP+t>
public interface IMedia X}H?*'-
{ U=PTn(2
void Play(); b_^y
Ke^W
} ?NR&3q
xJ9aFpTC
public abstract class AudioMedia:IMedia LkXho>y
{ 33g$mUB
public abstract void Play(); Lg{M<Q)4
} \P7<q,OGS
hkMVA
public abstract class VideoMedia:IMedia ~z)JO'Z$
{ #mkf2Z=t-
public abstract void Play(); 1>Q4&1Vn
} Ll.P>LH
0+e
这样再更改MediaPlayer类的代码:
6ZfL-E{
public class MediaPlayer Kr;;aT0P
{
hLj7i?
public void Play(IMedia media) e~7FK_y#0
{ r1:CHIwK
media.Play(); @qEUp7W.?
} rn/~W[
} (eSsx/
现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 ")<5VtV
总结一下,从MediaPlayer类的演变,我们可以得出这样一个结论:在调用类对象的属性和方法时,尽量避免将具体类对象作为传递参数,而应传递其抽象对象,更好地是传递接口,将实际的调用和具体对象完全剥离开,这样可以很好地体现了软件工程的灵活性、扩展性。 /36gf
现在看起来似乎很完美了,但我们忽略了MediaPlayer的调用者这个事实。仍然需要条件语句来实现。例如,在客户端程序代码中,用户通过选择cbbMediaType组合框的选项,决定播放音频媒体还是视频媒体,然后单击Play按钮执行。 N(V_P[]"*,
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) inh
J|pe"
{ GSW%~9WBa
IMedia media = null; $O%"[w
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) sou~m,#
{ SDB \6[D
case ("mp3"): O]'2<;
media = new MP3(); RL3*fRlb
break; ;Y0M]pC
//其它类型略; ~r~YR=
case ("rm"): {@6:kkd
media = new RM(); sNM ]bei
break; t&