面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) s;5PHweWf
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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。 ;UWdT]>!?
一、传统过程化设计思想 nt5 ~"8
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: BO{J{
public class MediaPlayer z%;\q$
{ {yG)Ii
private void PlayMp3() 8D+OF 6CM
{ <MfB;M
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); z5{I3 Y!1
} <o]tW4\(R
pH"LZ7)DI0
private void PlayWav() qKSM*k~
{ '2.F-~
MessageBox.Show("Play the wav file."); @Qx;J<{+g
} %b!p{p
)8Q|y
public void Play(string audioType) .upcUS8
{ fqZ!Bi
switch (audioType.ToLower()) `__CL
)N|
{ ?Z14l0iZ%d
case ("mp3"): ' !_44
PlayMp3(); U}qW9X;o
break; iSsy_ |
case ("wav"): !-;Me&"I=`
PlayWav(); h.7 1O"N
break;
*y0`P0V|8
} 8a05`ZdP
} \<PX'mnO
} Cu|n?Uk
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。 :))AZ7_
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。 3PJ
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! 1DLQZq
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。 H$[--_dI{
二、面向对象设计思想 WrD20Q$9Q
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! {)%B?75~
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: goHr#@
public class MP3 IXg${I}_Q
{ 0[hl&7 Ab@
public void Play() S`*al<m
{ 1-qQp.Wj
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); mS);bs
} hyTi':
} UPgZj\t%{
G A7
public class WAV ~XZ1,2jA/
{ B\("08x
public void Play() dj]sr!q+
{ aG"UV\
MessageBox.Show("Play the wav file."); m|-O/6~
} (JM4W
"7'
} 6dinC <[}
Z,d/FC#y(
Public class MediaPlayer @*c+`5)_
{ Lv_6Mf(
switch (audioType.ToLower()) 8XY4
{ Q%
dpGI
case ("mp3"): (Bmjz*%M
MP3 m = new MP3(); )v|a:'%K_
m.Play(); Ne#nSx5,
break; #~#_)\l'F
case ("wav"): nxH$$}9
WAV w = new WAV(); 4bJ3uIP#
w.Play(); I&cb5j]C
break; (te\!$
} %WO;WxG8^
} =LT( {8
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。 F*NIs:3;
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) Dgkt-:S/T|
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。 P,v}Au( UI
public class AudioMedia 7C 4Njei"
{ Np=*B_ @8
public void Play() %`}Qkb/Lyh
{ wIY#TBu
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); `b]
NB^/
} oF*Y$OEu?c
} PDir?'
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 / _cOg? o
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: Et- .[
public abstract class AudioMedia 8F@6^9C
{ ^X_%e |
public abstract void Play(); `V?{
} :]//{HF
qt1#P
public class MP3:AudioMedia [UI
bO@e
{ ZPMEN,Dw
public override void Play() cdh1~'q/
{ oZ8SEC"]
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 4+W}TKw
} G_o/ lIz"
} p,4z;.s$
@.g4?c
public class WAV:AudioMedia 2dq{n.cgs
{ d+IPa<N
public override void Play() (Q'XjN\#
{ ;wN.RPE_^
MessageBox.Show("Play the wav file."); +g.WO5A
} 1/{:}9Z@
} 2HTZ,W
B;-oa;m:E=
public class MediaPlayer '<Vvv^Er
{ gWlmQl
//根据需要完成任务的单向分派 '!Sj]+
public void Play(AudioMedia media) nnE@1X3
{ W!Xgse3
media.Play(); sVC5<?OW!p
} ?Rwn1.Z
} F1+2V"~
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)。 \e=@h!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。 P_?1Rwm-45
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: J[B8sa
public abstract class VideoMedia x x
'XR'zK
{ t4<#k=
public abstract void Play(); ,sc>~B@Q
} *|jqRfa"
eR}d"F4W
public class RM:VideoMedia SEuj=Vie#
{ O/<jt'
public override void Play() eIEcj<f
{ -p)HH@6a
MessageBox.Show("Play the rm file."); NT-du$!u
} e)iVX<qb
} u.arkp
<Nw?9P
public class MPEG:VideoMedia W35nnBU
{ Zkz:h7GUG-
public override void Play() KE^_09
{ I|PiZ1]2Y
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); svQDSif
} OI-%Ig%C#l
} ,wFLOfV@
<8y8^m`P9
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。 7<KRB\)b&
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: -kJF@w6u
[mwfgh&4%
public interface IMedia ~pw_*AN
{ c]n4vhUa5
void Play(); XRz.R/
} ,~3 sba
$b8>SSz
public abstract class AudioMedia:IMedia J:Qp(s-N^:
{ S1=c_!q%9
public abstract void Play(); QvqBT
} %]
Bb;0G
l >O]Cpt
public abstract class VideoMedia:IMedia "w A8J%:
{ Z>{8FzP.F
public abstract void Play(); :2?'mKa7
} ?&