面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) 7\ff=L-b
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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。 E08AZOY&g
一、传统过程化设计思想 B4R,[WE"
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: j~DoMP5Ls
public class MediaPlayer pq5)Ug
{ e;3$7$n Pv
private void PlayMp3() !xo@i XL
{ \)BKuIP
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); @=wAk5[IN
} {>FA ~}cX.
&P3B
private void PlayWav() 0'97af
{ =< CH( 4!
MessageBox.Show("Play the wav file."); d;#9xD'
} .M>u:,v
RAE|eTnna
public void Play(string audioType) Q X@&~
{ ciC4V^f
switch (audioType.ToLower()) qC\$>QU}
{ lYw A5|+
case ("mp3"): <Mc:Cg8>
PlayMp3(); *7*g!
km
break; ^DZiz[X+|
case ("wav"): g8kw|BgnL
PlayWav(); /LSiDys
break; >4EcV1y
} wuYo@DDU#
} z5'VsK:
}
7/7A
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。 5 (H; x74
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。 0[3b,
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! 1}jE?{V*
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。 XVv7W5/q]
二、面向对象设计思想 s?Q`#qD
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! ]}v`#-Px(
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: rW\~s TH
public class MP3 #-lk=>
{ [/#n+sz.A
public void Play() %7|qnh6
{ CKBi-q FH
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); Mx r#
} {iQ<`,)Y
} LnJ7i"Q
coLn};W2
public class WAV 0>e>G (4(8
{ 8=nm`7(]
public void Play() }p- %~Y
{ JAiV7v4&R
MessageBox.Show("Play the wav file."); :m$%D]WY
} ^d=Z/d[
} qw, >~
_^'k_a
Public class MediaPlayer -x_iqrB
{ >8AtT=}w
switch (audioType.ToLower()) 8dZH&G@;
{ 'xi..
case ("mp3"): '6WDs]\
MP3 m = new MP3(); Ck^= H
m.Play(); hXrvb[6
break; pP/o2
case ("wav"): #ASu
SQ
WAV w = new WAV(); lmc-ofEv
w.Play(); 8v6rS-iHP
break; ', &MYm\
} ^#t<ILUa
} .A `:o
现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 blPC"3}3Vd
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) Ol-'2l
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 h">X!I
public class AudioMedia fzio8mKVX
{ uBMNkN8
public void Play() cXCczqabv
{ G?_,(
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); 3}gK`1Nq1
} AN1bfF:C
} z`2d(KE?
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 ``z="oD
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: 0,3 ':Df
public abstract class AudioMedia dk]ro~ [
{ 7> ]C2!
public abstract void Play(); ~
dk1fh
} (Z5#;rgem
U D(#u3z
public class MP3:AudioMedia Uh8ieb
{
Q$zlxn 7\
public override void Play() $Yxy(7d7w
{ d!X?R}
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 5(|ud)v
} HWU{521
} bbM
!<&F
.R"L$V$RU.
public class WAV:AudioMedia X5yh S
{ `&6]P :_qp
public override void Play() puyL(ohem
{ ^KF'/9S
MessageBox.Show("Play the wav file."); S\rfR N
} v;8XRR:
} lpM{@JC
x}[` -
public class MediaPlayer 6qDD_:F
{ NNdS:(
//根据需要完成任务的单向分派 )gLasR.1
public void Play(AudioMedia media) Yt'o#"R)
{ od fu7P_
media.Play(); NEH$&%OV?
} y$"L`*W
} .0ZvCv:>
到此,我们通过单向分派技术使OOD思想得到进一步的体现。现在的设计,即满足了类之间的层次关系,又保证了类的最小化原则,同时又体现了面向对象设计原则(开—闭原则、里氏代换原则)更利于扩展。(止此,你会发现play方法名的更改是多么必要)。 =>J#_Pprn
如果现在又增加了对WMA、MP4等音频文件的播放,只需要设计WMA类,MP4类,并继承AudioMedia,在相应的子类中重写Play方法就可以了,MediaPlayer类对象的Play方法根本不用任何改变。 [P,nW/H
如果让媒体播放器能够支持视频文件,必须另外设计视频媒体的类。因视频文件和音频文件有很多不同的地方,不可能让视频继承音频。假设我们播放器支持RM和MPEG格式的视频。视频类代码如下: ]mh+4k?b
public abstract class VideoMedia ]>,|v,i
=
{ ]z%9Q8q'
public abstract void Play(); 9|m L
} X[ (J!"+
R}Y=!qjYE=
public class RM:VideoMedia %G&v@R
{ jdp:G
public override void Play() y_&XF>k91
{ X9j+$X\j
MessageBox.Show("Play the rm file."); q Q'@yTVN
} $gTPW,~s[
} rY= #^S
|{K:.x#^
public class MPEG:VideoMedia AVWrD[ wD2
{ IA4(^-9
public override void Play() *2MTx
{ Z#O3s:`
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); hH/O2
} g1|c?#fwo
} R 2s>;V.:
t_dg$KB
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。 9="sx 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: 6KG 63`aQ
WGx>{'LJ
public interface IMedia y|se^dn
{ Hdx|k=-Q^
void Play(); (ce NVo&
} zJ`(LnV
xW4+)F5P(
public abstract class AudioMedia:IMedia A'8K^,<