面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) gJuA*^
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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。 Ea?u5$>gY"
一、传统过程化设计思想 ~Z
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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: O `a4
")R
public class MediaPlayer bJ9K!6s??`
{ O\)rp!i
private void PlayMp3() _.3O(? p,
{ ,{{Z) "qaH
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); +[$ Q C*
} ]"4\]_?r
WhN~R[LE_
private void PlayWav()
+`Ypc
{ OG}m+K&<
MessageBox.Show("Play the wav file."); ER*Et+>
} [78^:q-/0
8zk?:?8%{
public void Play(string audioType) =9#cf-?
{ ^jZ4tH3K
switch (audioType.ToLower()) uvj`r5ei
{ e2$k
%c~
case ("mp3"): YCEdt>5PA
PlayMp3(); JO"-"&>
break; Y+UM>
case ("wav"): eU.HS78
PlayWav(); C.oC@P
break;
uj9IK
} T_*R^Ukb5
} [DO UIR9
} UFY_.N~
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。 zeG_H}[2&
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。 7! "OF
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! Z 361ko}
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。 Q,z^eMk'd:
二、面向对象设计思想 0x]WW|se*
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! *FrlzIAom
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: |]8Hh>
public class MP3 eW^_YG%(
{ Pf?y!dK<
public void Play() *%wfR7G[B
{ UN6Du\)]d
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); XF 8$D
} pv #uLo
} WN%KATA
WGeTL`}dh
public class WAV &?mJL0fy
{ vPA {)l\K
public void Play() yC]X&1,:z
{ t^zmvPDK
MessageBox.Show("Play the wav file."); Ysz&/ry
} HKZD*E((
} R<jt$--H
UBy<
vwnU
Public class MediaPlayer io{uN/!X_J
{ N-4k
9l1
switch (audioType.ToLower()) {2Jn#&Z29
{ UfUboxT
case ("mp3"): RiX~YLeM
MP3 m = new MP3(); s]z-d!G
m.Play(); mOkf
break; "\9!9U#!
case ("wav"): ;P#c!
WAV w = new WAV(); [j]3='2}G
w.Play(); M{ mdh\
break; Pgg\(D#X`
} "/&_B
} Mr3;B+S
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。 XH?}0D(
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) t<|S7EqIL
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。 o"a~
public class AudioMedia z!r-g(^G
{ K9YD)351t
public void Play() gfPht 5
{ >K2Md*[P3q
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); 1b,,uI_
} ^/<0r]=
} .%pbKi
`
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)。 VQQtxHTC3
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: Vg0$5@
public abstract class AudioMedia ^\z.E?v%
{ JToc("V
public abstract void Play(); ,(6U3W*bu
} q-g3!
oP$l( k
public class MP3:AudioMedia '<A:`V9M}v
{ eco i4f
public override void Play() $&@L[[xl
{ B|~tW21
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); .%D9leiRe
} Ez*9*]O*+
} wIv_Z^%V
*h`%u8/{
public class WAV:AudioMedia gRk%ObJGqm
{ *<PQp
public override void Play() cZ@z]LY.g
{ _\9|acFT2O
MessageBox.Show("Play the wav file."); d Q5_=(9
} fI5]ed eS
} H WOl79-
=,/08Cs
public class MediaPlayer N6"b
OxJ(
{ |hp_<F9.
//根据需要完成任务的单向分派 cH&-/|N
public void Play(AudioMedia media) dU7+rc2,CU
{ RJo"yB$1e6
media.Play(); y&HfF~
} 1<y|,
} GWNLET
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)。 T+O Qa+E@P
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。 ^ di[J^
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: yEnurq%J
public abstract class VideoMedia @A_bZQ@
{ TTS.wBpR,
public abstract void Play(); w"Q6'/P
} 9t.u9C=!F
c~@Z
public class RM:VideoMedia \GL!x 7s1A
{ nN=o/z d
public override void Play() vo9DmW
{ ?R
4sH
MessageBox.Show("Play the rm file."); gEVN;G'B<=
} kEH(\3,l
} Sn I-dXNF
MeXzWLH
public class MPEG:VideoMedia Xknp*(9
{ ,t`u3ykh
public override void Play() VJK?"mX
{ u&q RK>wLa
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); FKTdQg|NZ
} BT|5"b}
} PSOW}Y|q
mE`OG8
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。 {XT3M{`rWL
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: q5jLK)
|\yVnk!c
public interface IMedia wT;3>%Mtr
{ Ck71N3~W
void Play(); <Yzk]98W5.
} 3 34UMH__
gnW]5#c@
public abstract class AudioMedia:IMedia Mw=sW5Z
{ &