面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) 09G47YkSy1
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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。 [?KGLUmTAI
一、传统过程化设计思想 5~ :/%+F0=
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: B,w
ZI4oi*
public class MediaPlayer O x-eB
{ 'EXx'z;/#
private void PlayMp3() |b.xG_-s1
{ (?zD!%
k
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); <"P-7/j3j
} hdrsa}{g
\y=oZk4
private void PlayWav() 1hGj?L0m.
{ X<[ qX*
MessageBox.Show("Play the wav file."); |3@DCbT
} hp9U
A!x &,<
public void Play(string audioType) pxd=a!(
{ bSX/)')jU
switch (audioType.ToLower()) mOn_#2=KF
{ OVe0{}
j
case ("mp3"): DyGls8<\!
PlayMp3(); B#SVN Lv
break; (A6~mi r!
case ("wav"): KbvMp1'9P
PlayWav(); e}d(.H%l0
break; X
V;j6g
} `a|&aj0
} !.$L=>:V
} A&~fw^HM
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 ^sLx3a
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 "W(Ae="60
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! V<I(M<Dj
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 RE%f'y
二、面向对象设计思想 SNH 3C1
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! |9c~kTjK
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: }\7UU?@ n
public class MP3 @3O)#r}\
{ '!Hs"{~{
public void Play() E3wL n/<
{ !ou#g5Q@z
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); A:r?#7 Ma
} K -rR)-rI
} - Fbp!*.
u
CPP~,E_
public class WAV SE]5cJ'>
{ WxGD*%
public void Play() 3Hom0g,V4
{ ;J 5z
MessageBox.Show("Play the wav file."); x^f)I|t
} #lP8/-s^
} ZLv/otf:|"
vv @m{,7#Y
Public class MediaPlayer nG!<wlY14P
{ 2Kz+COP+
switch (audioType.ToLower()) xZ9:9/Vg
{ n_e'n|T
case ("mp3"): ?W'p&(;
MP3 m = new MP3(); 3N+lWuE}K
m.Play(); cj8cV|8@
break; m,E$KHt (
case ("wav"): +JU, ^A#X
WAV w = new WAV(); i
U$~H
w.Play(); U4pIRa)S
break; !SQcV'
}
|/*Pimk
} F`nQS&y
现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 Z nc(Q
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) e yJ07
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 GlAI~ \A
public class AudioMedia p?:5U[KM
{ 5:h[%3'bB
public void Play() G:=hg6'
{ 3`HK^((o
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); @0?!bua_|
} >0IZ%Wiz
} C|$qVh>
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)。 6gg8h>b
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: $E\|\g
public abstract class AudioMedia d!y*z
{ <=q}
Nd\
public abstract void Play(); \c}(rqT
} dw
bR,K
Q6@<7E]y
public class MP3:AudioMedia ^"/^)Lb!@M
{ &N|$G8\CY
public override void Play() Ic#xz;elM
{ JQ&t"`\k
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 2d !'9mA
} i<m(neX[H
}
Pd*[i7zhC
I0)`tQ+
public class WAV:AudioMedia w
)R5P[b
{ >1~
/:DJ
public override void Play() _/s"VYFZ
{ i6`"e[aT[o
MessageBox.Show("Play the wav file."); @p+;iS1}
} %iN>4;T8
} Dm>"c;2
IU%|K~_n
public class MediaPlayer NI >%v
{ 4>hHUz[_
//根据需要完成任务的单向分派 aLJm%uW6m&
public void Play(AudioMedia media) g{65 QP
{ @X2*O9
media.Play(); |p11Jt[
} {*ak>Wud
} $cCC
1=dW
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)。 V#t_gS
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。 X
W)TI
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: Kx__&a
public abstract class VideoMedia j i"g)d6
{ 7RAB"T;?Q
public abstract void Play(); _kj]vbG^;
} sHP-@
eU?hin@X
public class RM:VideoMedia !'7fOP-J]
{ #%0V`BS7n
public override void Play() ~C.*Vc?|
{ l4Xz r:]
MessageBox.Show("Play the rm file."); rl*O-S/
} Ifj&S'():
} CLb6XnkcA\
+L(amq;S
public class MPEG:VideoMedia &NE e-cb[
{ X%1TsCKMj
public override void Play() rH+OXGoB
{ 3FEJ
9ZyG
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); b'H'QY
} RpHlq
} }'X=&3m
hvd}l8
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::0v@&(
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: lfGyK4:
C$3*[
public interface IMedia T(4d5 fY
{ ]T4/dk&|o^
void Play(); y7R#PkQ~
} mo0\t#jA
o\AnM5
public abstract class AudioMedia:IMedia $`=p]
{ f-=\qSo
public abstract void Play(); :$ 5A3i
} ]rmBM
5\- uo
public abstract class VideoMedia:IMedia pJpapA2l*6
{ Nkdv'e\
public abstract void Play(); nR!e(
} (
?V`|[+u
FqKJids-
这样再更改MediaPlayer类的代码: ;t`
?|
public class MediaPlayer EP;/[O
{ !QUY (
public void Play(IMedia media) j=_rUc'Me
{ K~x,so
media.Play(); T5BZD
+Ta
} weitDr6
} wucdXj{%
现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 l.[pnL D
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。
CI|lJ
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。 kmuksT\)a
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) "cH RGJG#
{ <P9fNBGa
IMedia media = null; Y4T")
switch (cbbMediaType.SelectItem.ToString().ToLower()) e_vsiT
{ %B3~t>
case ("mp3"): [}X|&`'i
media = new MP3(); ?mQ^"9^XS
break; &v\F ah U
//其它类型略; cpY{o^
case ("rm"): Hh<H~s [
media = new RM(); ~,'{\jDrS
break; SGd]o"VF
//其它类型略; ZSMed(//b
} ]-PzN'5\'
MediaPlayer player = new MediaPlayer(); I0=_=aZO(
player.Play(media);
gwZ<$6
} &4'<