面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) ]9< 9F ?
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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。 <H@!Xw;
一、传统过程化设计思想 E1ob+h:`d
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: _N f[HP
public class MediaPlayer ;xtb2c8HT
{ L?C~
qS2g
private void PlayMp3() h:;eh
{ kCjI`=7$[
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); Hg_
XD,
} gH//
TbS
)hJjVitG
private void PlayWav() 1nTaKK
q
{ p}|wO&4h
MessageBox.Show("Play the wav file."); L=wFo^N
} G/3lX^Z>
=}GyI_br;8
public void Play(string audioType) sH,)e'0
{ {ZEXlNPww
switch (audioType.ToLower()) V+~{a:8[pq
{ iwjl--)@K
case ("mp3"): 5qfKV&D
PlayMp3(); I%C:d#p
break; Bo\v-97
case ("wav"): ]sP9!hup
PlayWav(); [#6Esy8|
break; F8;4Oj
} EjE`S_i=
} XTaWd0Y
} !;C(pnE
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 R{A/+7!
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 H08YMP>dc
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! gL"Q.ybA
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 #&KE_n
二、面向对象设计思想 )mVYqlU"
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! >t2)Z|1
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: c!wB'~MS#
public class MP3 !
e,(Zz5
{ YgOgYo{E!
public void Play() 6@ ^`-N;
{ pYUkd!K"
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); .+o>
} S,v >*AF
} 8B+^vF
_H<OfAO
public class WAV J$*["y`+
{ `2,_"9Z(
public void Play() J,KTc'[
{ vUx$[/<
MessageBox.Show("Play the wav file."); T\CQ
} @Hdg-f>y]
} > 0)`uJ
c;}n=7,>:L
Public class MediaPlayer UI|@5:J
{ !-nm7Q
switch (audioType.ToLower()) <[l}^`IC^4
{ ]JuB6o_L
case ("mp3"): \1D,Kx;Cb
MP3 m = new MP3(); `9{C/qB
m.Play(); .h^Ld,Chj
break; ,8?*U]}
case ("wav"): &?sjeC_
WAV w = new WAV(); Cs=i9.-A
w.Play(); Qh%vh;|^
break; jN>UW}?
} Jn&>Z? @
} 8>;o MM
现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 Yx c >+mx
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) "fd=(&
M*l
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 ^@"f%3
public class AudioMedia D ,^
U%<`
{ O'U,|A
public void Play() o;I86dI6C
{ iGNKf|8{
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); 9gayu<J
} RW8u0 ?b
} LgKEg90w(
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 R!xc$`N
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: =DwH*U/YR
public abstract class AudioMedia tO3B_zC
{ 98nLj9
public abstract void Play(); Q_Squuk
} GQxJ (f
8so}^2hTlT
public class MP3:AudioMedia q`zR 6
{ wb"t:(>&
public override void Play() 30`H
Xv@
{ [c )\?MWW
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); :8T@96]P
} G=Bj1ss.
} (7!(e
,
|.nWy"L
public class WAV:AudioMedia o7B+f
{ OZ9j3Q;a$
public override void Play()
)dDmq
{ (:]iHg3
MessageBox.Show("Play the wav file."); I65GUX#DV
} H8k| >4
} .W:], 5e
<rxem(PPu
public class MediaPlayer RlIqH;n
{ (I
g
*iJ%2
//根据需要完成任务的单向分派 1&nrZG9
public void Play(AudioMedia media) T5G+^XDA
{ @cNI|T
media.Play(); e{S`iO
} .AS,]*?Zn%
} R_DQtLI
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)。 NPab M(<`
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。 PmTd+Gj$
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: -W vAmi
public abstract class VideoMedia |8ZAE%/d
{ ?"Q6;np*
public abstract void Play(); lph_cY3p
} ?q`mr_x%?
wO
NQlt
public class RM:VideoMedia ^r$5];n
{ $yJfAR
public override void Play()
rMloj8O*
{ CKgyv%T5m:
MessageBox.Show("Play the rm file."); K?WqAVK
} .<hv&t
} l>q.BG
V^5 t~)#46
public class MPEG:VideoMedia Cvy;O~)
{ ]UTP~2N
public override void Play() /m:}rD
{ 8yl/!O,v
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); tJ3s#q6
} EB,>k1IJ
} !{\c`Z<#
[r'M_foga*
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 #y%Ao\~kG
不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: 9a unv
ST.W{:X
public interface IMedia qxh\umm+2
{ b2H6}s"=w
void Play(); 9!h+LGs(,
} .quc i(D
y0^FTSQ|
public abstract class AudioMedia:IMedia ~46ed3eGzi
{ Atw^C+"vW&
public abstract void Play(); "zc!QHpSd
} "m5ZZG#R`
v-qS 'N4
public abstract class VideoMedia:IMedia Joj8'
{ *z~Y *Q0
public abstract void Play(); p6*D^-
} xa:P(x3[
l.!
~t1i
这样再更改MediaPlayer类的代码: Oylw,*%
public class MediaPlayer %yVZ|d*Q
{ I+SL0
public void Play(IMedia media) ;2}Gqh )Yr
{ iV=#'yY
media.Play(); L3\{{QOA
} "G:>}cs%?
} AS;{{^mM(
现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 ~XRr }z_Lq
总结一下,从MediaPlayer类的演变,我们可以得出这样一个结论:在调用类对象的属性和方法时,尽量避免将具体类对象作为传递参数,而应传递其抽象对象,更好地是传递接口,将实际的调用和具体对象完全剥离开,这样可以很好地体现了软件工程的灵活性、扩展性。 d=XhOC$
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。 |@nXlZE
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) z=sqO'~
{ AF}HS8eYy
IMedia media = null; k:.c(_2M
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower())
HN! l-z
{ ~ln,Cm} 4
case ("mp3"): }, H,ky
media = new MP3(); ]]4E)j8
break; /uVB[Tk^
//其它类型略; &Re