面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) JU)dr4S?
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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。 c9&xe"v
一、传统过程化设计思想 ~XOTs
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: eS~LF.^Jw
public class MediaPlayer #T'{ n1AI
{ 0"f\@8r(
private void PlayMp3() 'F9 jq
{ oU.R2\Q
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); iMDM1}b
} (2$p{Uf
|R/%D%_g
private void PlayWav() *^VRGfpb
{ |l]XpWV
MessageBox.Show("Play the wav file."); Yp^rR }N
} `T5W}p[6
W*),y:
public void Play(string audioType) paCV!tP
{ %z,mB$LY
switch (audioType.ToLower()) rWR}Stc@]
{ 7%x[q}
case ("mp3"): qKr8)}h
PlayMp3(); ~d|A!S`
break; m8d!<
h
case ("wav"): Bf ~vA4
PlayWav(); i#vYyVr[
break; gc-@"wI?
} G}b]w~ML~
} #Y
a4ps_
} YUtC.TR1
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。 RC7]'4o
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。 4NheWM6
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! UCB/=k^m
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。 Qp_isU
二、面向对象设计思想 Bg x'9p/
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! \Je0CD=e`
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: 3q\,$*D.
public class MP3 KBx6NU?;PO
{ .6+Z^,3
public void Play() =5~jx
{ FQ<Ju.
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); [+n*~
} o ,AAC
} aBNc(?ri
qNB<T('
public class WAV ^/I
7|u]
{ S2sQOM@
public void Play() N4F.Y"R$(
{ 6xTuNE1
MessageBox.Show("Play the wav file."); MyJ%`@+1
} {?}E^5Z*g
} =Y|VgV
r1 !@hT
Public class MediaPlayer `yrB->|vG
{ 5Ha9lM2gh
switch (audioType.ToLower()) Lt?lv2k=L
{ gmw|H?]
case ("mp3"): cQCSe,$ W
MP3 m = new MP3(); tkeoNuAM
m.Play(); ZxGJzakB5$
break; }YGV\Nu
case ("wav"): ayR-\mZ
WAV w = new WAV(); &^ 1$^=
w.Play(); +"
.X
)avF
break; !Xf5e*1IS
} .sha&
} #rMlI3;
现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 .o(fe\KHf
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) le|~BG hL
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 [B\h$IcRv
public class AudioMedia xHvZV<#
{ fphv
public void Play() >%}C^gu)
{ 6m*QX+
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); ]b2p G'
} ^a0um/+M}
} @vC4[:"pD}
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)。 w'Y7IlC
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: Ns>-
o
public abstract class AudioMedia +~m46eI
{ N)uSG&S:
public abstract void Play(); ?uzRhC_)!
} Elcj tYu4
s4X>.ToMC
public class MP3:AudioMedia k:t]s_`<
{ 2VmNZ{<
public override void Play() [kVS
O
{ O,{6*[)@
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); x gVeN["
} aL+
o /
} T0wW<_jh
HJ=:8:
public class WAV:AudioMedia !![DJ
{ X9v.1s,
public override void Play() h5*JkRm
{ ysQ_[
]/
MessageBox.Show("Play the wav file."); RIWxs Zt
} ugdQAg
} vOn`/5-
6a(yp3
public class MediaPlayer dI.WK@W'o
{ M'7f O3&|
//根据需要完成任务的单向分派 M8MRoA6F
public void Play(AudioMedia media) u@W|gLT1
{ %aG5F}S2~
media.Play(); 9vuyv*-}e
} g/ T
} | k&Ck
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)。 \(?rQg@U
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。 hci6P>h<ia
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: $O&b``
public abstract class VideoMedia pA'4|ffwe
{ zqim R#u
public abstract void Play(); cvn@/qBq*t
} B nFwlw
1{)5<!9! l
public class RM:VideoMedia K[I=6
{ d~9A+m3b_
public override void Play() zGb|) A~,
{ F+YZE[h%
MessageBox.Show("Play the rm file."); "@e3EX7h
} =_.l8IYX$%
} dN$0OS`s[
e>} s;H,
public class MPEG:VideoMedia .[]r}[ lU
{ 0.`/X66;V
public override void Play() Z;ht
{ Q- cFtu-w
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); ((YMVe
} wL+s8#{
} QyEnpZ8?a
9P1OP Xv*p
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 (!ux+K
不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: )tC5Hijq,
8}I$'x
public interface IMedia ~Otq %MQ
{
(ZS}G8
void Play(); ]FJjgu<