面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) bhWH
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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。 l.Qv9Ll|b
一、传统过程化设计思想 %d/Pc4gfc
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: pk0Cx
public class MediaPlayer V)8d1S
{ 7$&3(#!N
private void PlayMp3() }^np
{ o<r|YRzQl
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); Vx6/Rehj
} {2Jn#&Z29
D-<9kBZs
private void PlayWav() -1 Ok_h"
{ &hb:~>
MessageBox.Show("Play the wav file."); Ow\dk^\-G8
} v2uyn
HX77XTy
public void Play(string audioType) |nFg"W
{ E1uyMh-dy
switch (audioType.ToLower()) w[S!U<9/
{ -0/5!
case ("mp3"): }t^N|I
PlayMp3(); v8>?,N#
break; ~\^h;A'3
case ("wav"): r-];@
PlayWav(); ]%y3*N@AZ
break; 6cV -iDOH
} DcQ[zdEz+
} >5Rcj(-&l
} XJG"Zr9
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。 ]
3@.)
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。 <-1(G1v
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! 0*F{=X~L
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。 c[~LI<>ic
二、面向对象设计思想 }(/")i4h
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! 30fsVwE2
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: 23AMrDF=N
public class MP3 dMnJ)R
{ %ur_DQ
public void Play() Z`=[hu
{ D/
SM/
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); $\
0d9^)&
} -!k$ Z
} g{}{gBplnl
1b,,uI_
public class WAV cx(aMcX6
{ nf7l}^/UE
public void Play() eXqS9`zKr
{ JQhw>H9&
MessageBox.Show("Play the wav file."); :q
xd])-
} Xo{|m[,
} w,t>M_(N
=&J7
'nDP
Public class MediaPlayer >+ZG{'!j
{ Gqz<;y
switch (audioType.ToLower()) ;gC.fpu
{ l#W9J.q(
case ("mp3"): q-g3!
MP3 m = new MP3(); $H9+>Z0(
m.Play(); b`=\<u8
break; %ifq4'?Z
case ("wav"): 1,tM
WAV w = new WAV(); f"=1_*eH
w.Play(); s:6pPJL
break; py9HUyr5eZ
} Aqwjs
3
} B4yC"55
现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 >>ncq$
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) 0
s-IW
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。 r
pv`%
public class AudioMedia SOq{`~,4B
{ ~qG`~/7
public void Play() uK:?6>H
{ F3aOKV^
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); a5v}w7vL
} TfD]`v`]
} -gWqq7O
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)。 | Vtd!9
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: ~JJuM
public abstract class AudioMedia +wAH?q8f
{ v[r5!,F
public abstract void Play(); Kd?TIeF E
} G\y: O9(
qH3|x08
public class MP3:AudioMedia ]"jJgO^
{ r+}5;fQJ
public override void Play() 8b0!eB#_Ee
{ !ys82
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 4xg7oo0iJ
} /.'tfy$
} s<i& q {r
BM(8+Wj
public class WAV:AudioMedia ]}3AP!:
{ 9!u=q5+E
public override void Play() wF +9Iu
{ tFY;q##z
MessageBox.Show("Play the wav file."); Ag3[Nu1
} vPm&0,R*y:
} c~@Z
-'j_JJ
public class MediaPlayer q K sI}X~
{ \GL!x 7s1A
//根据需要完成任务的单向分派 ;b(*Bh<
public void Play(AudioMedia media) l(EDe
{ F__j]}?
media.Play(); 7q>Y)*V
} Xndgs}zz
} HA?<j|M
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)。 Hh_Yd)
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。 d-=RS]j;j
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: 8n.sg({g
public abstract class VideoMedia MeXzWLH
{ bbDl?m&bq
public abstract void Play(); 8i H'cX
} ax]Pa*C}
WOW:$.VO^
public class RM:VideoMedia r#ISIgJXG
{ dM%#DN8l
public override void Play() 3D)gy9T&l
{ kZ&|.q1zki
MessageBox.Show("Play the rm file."); cmpT_51~O
} qq%\
} .eg?FB'7
d|^cKLu
public class MPEG:VideoMedia $\S;f"IM.
{ .AIlv^:|U
public override void Play() 5pF4{Jd1
{ O]"3o,/]G
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); (;f7/2~`
} :ET05MFs\#
} cR/-FR
Pc+8CuN?
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。 mVJW"*}8
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: DAZzc :1Aj
g_kR5Wxpt
public interface IMedia %\5wHT+)
{ 3#{{+5G
void Play(); Q&zEa0^rG6
} gnW]5#c@
4eZ
public abstract class AudioMedia:IMedia &