面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) *qy \%A
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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。 C9sU^]#F
一、传统过程化设计思想 Vb\g49\o/
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: 2a
eH^:u
public class MediaPlayer /}8Au$nA
{ ,.cR @5qI
private void PlayMp3() &um++
\
{ UNa"\
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 1J"I.
} Zja3HGL
AG=PbY9
private void PlayWav() 0P9\; !Y
{ 8TT#b?d
MessageBox.Show("Play the wav file."); Cd
2<r6i
} ;Jg$C~3tf
`@],J
public void Play(string audioType) v#%rjml[
{
<KU0K
switch (audioType.ToLower()) hQm=9gS
{ 0't)-Pj+,
case ("mp3"): [07E-TT2U
PlayMp3(); zdrP56rzZ
break; D5@=#/?*
case ("wav"): ^]R_t@
PlayWav(); VPYLDg.'
break; aO&{.DO2
} A_wf_.l4h
} RdWn =;
} KYm8|]'g
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。 s0f+AS|}
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。 y
2>
93m
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! -6kX?sNl)X
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。 D5P-$1KPt
二、面向对象设计思想 jc9C|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! *pa hZiO
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: :p/=KI_
public class MP3 }
u;{38~
{ oOpEpQ}}q
public void Play() M*gvYo
{ ue@/o,C>
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 9S@x
} scH61Y8`
} /g{*px|
20|_wAA5
public class WAV !<:Cd(bM
{ XKky-LeJ
public void Play() IeYNTk&<
{ 49=pB,H;H
MessageBox.Show("Play the wav file."); l%"DeRp,/
} hHJvLs>^
} p7Wt(A
}vZf&ib-
Public class MediaPlayer -J+1V{
{ q=5aHH% |
switch (audioType.ToLower()) +\Jo^\
{ )Su>8f[?e
case ("mp3"): `D[O\ VE
MP3 m = new MP3(); IdAh)#)
7
m.Play(); m_/Ut
break; ,FzkGB#
case ("wav"): r4SwvxhG
WAV w = new WAV(); N)g _LL>^
w.Play(); L.'61ZU
break; \{ EVRRXn
} gPk,nB
} azv173XZ
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。 )v_Wn[Y.H
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) T"vf
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。 wz`% (\
public class AudioMedia piM4grg
\
{ #wIWh^^ Zy
public void Play() u>lt}0
{ g,JfT^
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); \[3~*eX6
} h6D4CT
} md+pS"8o;
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)。 yor'"6)i
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: "D.<~!
public abstract class AudioMedia SzMh
{ ]Wkgpfd56
public abstract void Play(); 5`p9Xo>)yW
} yR>P
1(BLdP3&
public class MP3:AudioMedia g]vB\5uA:
{ N~$>| gn
public override void Play() 5HOl~E
{ L'{W|Xb+
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); c<|y/n
} 0o>C,
`
} {FvFah
]?VVwft
public class WAV:AudioMedia ~#)hqU'
{ b:F;6X0~Hl
public override void Play() PEvY3F}_rh
{ +S4>}2N33
MessageBox.Show("Play the wav file."); tI{]&dev
} NRtH?&7
} r=n{3o+
17KQ
public class MediaPlayer 7o+L
{ h<%$?h+}
//根据需要完成任务的单向分派 4u}Cki,vOK
public void Play(AudioMedia media) >b2!&dm
{ e1W9"&4>G{
media.Play(); ]`$yY5 &W0
} n%F _3`
} ,K,st+s|
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)。 s>6h]H
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。 HN5661;8
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: ;"Gy5
public abstract class VideoMedia O
ixqou
{ {4 Yxh8
public abstract void Play(); Bz } nP9
} %9>w|%+;U+
$t%IJT
public class RM:VideoMedia M5WB.L[@q
{ 2@tnOs(*
public override void Play() 9k;,WU(K<
{ Jd7chIK
MessageBox.Show("Play the rm file."); M99ku'
} 6m?<"y8]
} XF(D%ygeC
=Iop
public class MPEG:VideoMedia |-V:#1wR.]
{ &233QRYM
public override void Play() M6p\QKi
{ 9 o,`peH
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); jaEe$2F2
} bI
;I<Qa
} MBt\"b#t
&'fER-
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。 pSlc (M>
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: Y_[7q<L
Im~DK
public interface IMedia y-E'Y=j
{ gV.? Myy
void Play(); ^ l#6Es
} GV0@We~
w|&lRo@1
public abstract class AudioMedia:IMedia i+O7," (@
{ 'l5
public abstract void Play(); r&8aB85
} nBk&+SN
EF<TU.)Zf
public abstract class VideoMedia:IMedia kfnh1|D=aY
{ Qq:}Z7
H
public abstract void Play(); Q$5t~*$`
} 0~U%csPHt
=?C <