面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) *]u/,wCB
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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。 8`<GplO
一、传统过程化设计思想 <FLc0s
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: $9$NX/P
public class MediaPlayer gW%(_H mX
{ a2n#T,kq&
private void PlayMp3() EPfVS
{ ,\"gN5[$(
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); J>|`
} ~0:c{v;4
(b5af_ c
private void PlayWav() 3_:k12%p
{ KLB?GN?Pb
MessageBox.Show("Play the wav file."); ax }Xsk_
} D7wWk
,B
e70*y'1fu
public void Play(string audioType) 4\iQ%fb
{ SesO$=y
switch (audioType.ToLower()) H%V[%
T4=
{ =25"qJr
case ("mp3"): )Qp?LECrt
PlayMp3(); "[,XS`
break; rZ7 Ihof
case ("wav"): %&NK|M+n
PlayWav(); s4*,ocyBP
break; ^\;5O(9
} <taW6=;c
} tc Z~T
} ggWfk
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。 NmXTk+,L#
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。 oyY,uB.|
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! cgAcAcmY
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。 }P#gXG
二、面向对象设计思想 U^I'X7`r
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! fx5vaM!
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: pj`-T"Q
public class MP3 iddT.
{ $cedO']
public void Play() xR3A4m
{ 4v7RX
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); ujedvw;sO
} ^}#!?"Y
} it@s(1EO#
c{q`uI;O
public class WAV 7v_e"[s~
{ A>k;o0r
public void Play() 1-fz564
{ Zx{'S3W
MessageBox.Show("Play the wav file."); _BV:i:z
} YXEZ&$e'
} jXQ_7
I._=q
Public class MediaPlayer i)ctrdP-
{ ?u|g2!{_
switch (audioType.ToLower()) H'.d'OE:I
{ AseY.0
case ("mp3"): !ywc). ]e
MP3 m = new MP3(); dLq!t@?iu>
m.Play(); -1:asM7
break; W\ckt]'
case ("wav"): PE>_;k-@k
WAV w = new WAV(); lAQ&PPQ
w.Play(); qZ.\GHS
break; Pa*yo:U'h
} `y(3:##p
} n1|%xQBU@
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。 hkY E7
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) Fu$otMw%l
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。 A
[JV*Dt
public class AudioMedia RPu-E9g@
{ |qD<h
public void Play() s.U p<Rw
{ o/xE
O=AW
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); [F$3mzx
} 9UZX+@[F
} rm7UFMCR6i
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)。 ORO~(%-(e
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: 4{_5z7ody
public abstract class AudioMedia %9K@`v-
{ $uqlJG#`
public abstract void Play(); 2= _.K(
} #"|Ey6&
BeRn9[
public class MP3:AudioMedia ~H.;pJ{ 8
{ 9b0Z
Ey{
public override void Play() NZ#z{JI=+
{ AMr 9rB d
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); Fpb1.Iz
} Gu-Sv!4p
} U"Y$7~
QB7<$Bp
public class WAV:AudioMedia {!w]t?h
{ 5BZ5Gl3
public override void Play() d@<XR~);
{ '"&?u8u)
MessageBox.Show("Play the wav file."); A8?>V%b[Y
} \Z$*8z=
} n~h%K7
c
3f3?%9
public class MediaPlayer Y 4U $?%j
{ .*Z]0~ &|
//根据需要完成任务的单向分派 .IqS}Rh
public void Play(AudioMedia media) nsPM`dz/
{ eNNK;xXe#
media.Play(); zK&`&("4C
} ??F{Gli"C`
} #KIHq2:.4
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)。 C-Mop,w
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。 b% F|VG
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: 5Z@Q^
public abstract class VideoMedia !@Ox%vK
{ T|u)5ww%
public abstract void Play(); {0|^F!1z
} 1@am'#<
@M1U)JoQ
public class RM:VideoMedia f-Sb:O!V
{ 5b&'gd^d
public override void Play() 30<^0J.1
{ bV"0}|A~K
MessageBox.Show("Play the rm file."); :KQ<rLd
} uwbj`lpf
} oyUf/Sl
6|zA,-=
public class MPEG:VideoMedia 0P|WoCX
{ X/Ae-1!
public override void Play() j8lbn |.
{ js{ RaR=
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); ]!/1qF
} (qaY,>je]D
} wm}i+ApK
+2vcUy
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。 H*Yyo?
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: <