面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) ~`!{5:v
g'<ekY+V:
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。 CU_8
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一、传统过程化设计思想 d45mKla(V
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: 7&Qf))L
public class MediaPlayer nmy!.0SQ-
{ dA[S@ysvG
private void PlayMp3() ~(Xzm
{ V:>ZSW4,^
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); Q)%a2s;
} |N+uEiJ
c?7Wjy
private void PlayWav() OqlP_^Zz7p
{ BQF7S<O+
MessageBox.Show("Play the wav file."); TBu[3X%
} [e?vqm .
4u+4LB*
public void Play(string audioType) D\ kd6
{ 2y#[uSqB
switch (audioType.ToLower()) i564<1`x
{ h:~
8WV|
case ("mp3"): *jrQ-'<T
PlayMp3(); +GFK!Pf
break; ^M7pCetjdW
case ("wav"): :Lh`Q"a
PlayWav(); ]~t4E'y)z
break; nf)y_5y
} p$!Q?&AV/
} qN@0k>11?
} RDsBO4RG
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 `HV~.C
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 1azj%WY
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! Gcp!"y=i
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 :7DXLI|L#?
二、面向对象设计思想 CoTe$C7
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! MwO`DrV
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: zwJK|S k
public class MP3 NsUP0B}.
{ Lf0Wc'9{
public void Play() E`gUNAKQ
{ %}1v- z
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); !rPU5y*
} "e@?^J)
} YAJr@v+Ls
6o=Q;Mezl
public class WAV _n=,H
{ -E,p[Sp
public void Play() Jt|W%`X>D
{ l#^weXSlk
MessageBox.Show("Play the wav file."); &8M^E/#.^;
} ZJ'Tb<fP
} ql2O%B.6?
*Fu;sR2y%:
Public class MediaPlayer wgFAPZr
{ 29kR7[k
switch (audioType.ToLower()) tVqc!][
{ ![3l
K
case ("mp3"):
%mr6p}E|
MP3 m = new MP3(); 84jA)
m.Play(); SU>cJ*
break; _8ubo\M~
case ("wav"): oa2v/P1`
WAV w = new WAV(); Pt[ b;}
w.Play(); C{2y*sx
break; hB??~>i3
} p$_X\,F
} P?$Iht.^
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。 ix!4s613w
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) Z[G:
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。 XO,gEn&6V
public class AudioMedia tA {?-5
{ xXfFi5Eom
public void Play() zot_ jSV
{ vuO~^N]G
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); =5u;\b>*
} (8jQdbZU
} st-I7K\v
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\h|Z*Bv
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: = @n `5g
public abstract class AudioMedia ew
4pAav
{ q:-1ul
public abstract void Play(); ,;~@t:!c
} E%vT(Kz
<nbc
RO.
public class MP3:AudioMedia Dx>~^ ^<
{ +hUz/G+3
public override void Play() 2'5u}G9
{ /Q\|u:oO,
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); z,IUCNgM
} H:!pFj
} &LDA=B
Q/ ^a(
public class WAV:AudioMedia Wk-jaz
{ &.)ST0b4
public override void Play() z%~rQa./$
{ 7xoq:oP-}N
MessageBox.Show("Play the wav file."); l$J2|\M6
} 9f_Qs4
} TT3\c,cs
3&"+)*/ m
public class MediaPlayer r(DW,xoK0
{ 3iBUIv
//根据需要完成任务的单向分派 ;noZmPa
public void Play(AudioMedia media) *!&,)''
{ J[jzkzSu`
media.Play(); `|f1^C^
} $.T\dm-
} }-2U,Xg[
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)。 [s&0O<Wv
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。 k btQ
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: >@?`n}r|
public abstract class VideoMedia B'!I{LC
{ C[Nh>V7=
public abstract void Play(); \3 M%vJ
} 26[m7\O
;QqC c!b
public class RM:VideoMedia :BpXi|n;
{ }E&48$0h
public override void Play() FN"Ye*d
{ #Z1
<lAy
MessageBox.Show("Play the rm file."); 6<{XwmM
} 7 jiy9[
} h}yfL@
Y:4/06I
public class MPEG:VideoMedia / MV2#P@
{ 9Je+|+s]
public override void Play() zx`(ojfu
{ 6![}Jvu>
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); $J!WuOz4^i
} a}5/?/
} VkZ3 Q7d
re@;6o
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。 EN;4EC7tE
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: :XCRKRDLE
eh}I?:(a?
public interface IMedia cs7K^D;.V
{ G}#p4\/
void Play(); :[!b";pR
} N.dcQQ_iS
,FWsgqL{l
public abstract class AudioMedia:IMedia !T
RU
{ y[d>7fcf
public abstract void Play(); :@K~>^+U
} $_Q]3"U
Fb<fQIa
public abstract class VideoMedia:IMedia gRg8D{
{ Q1[EiM3
public abstract void Play(); IA^*?,AZy
} ]@
N::!m
&*9' 0
这样再更改MediaPlayer类的代码: M {Hy=:K+
public class MediaPlayer " mB
/"
{ K-4o_:F
public void Play(IMedia media) bD<hzOa
{ H-jxH,mJmW
media.Play(); K?eY<L
} JGQ)/(
} ((T6z$:hA
现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 bEli!N$
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。 #@}wl
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。 ewVks>lbz
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) kWbD?i-
{ )W |_f
IMedia media = null; g![?P"i^t
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) Hl=M{)q@
{ 'W*ODAz6
case ("mp3"): ~As_O6JI
media = new MP3(); ?v}S9z
break; w<Ot0&