面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) iS^IqS
V[Jd1T
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。 1e>,QX
一、传统过程化设计思想 Zv*Z^; X9
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: hYW<4{Gjr
public class MediaPlayer DM%4V|F"
{ PZRm.vC)k
private void PlayMp3() %<q l
{ gekW&tRie
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); b"y][5VE
} =M'y& iz-
ajayj|h
private void PlayWav() ttPa[h{!
{ mzz77i
MessageBox.Show("Play the wav file."); Y,kTk
} 8qfg=mu+%
z Uqt^_
public void Play(string audioType) t/K<fy
6
{ I"^ `!8<q
switch (audioType.ToLower()) 6Uk[_)1
{ zR_#c3o
case ("mp3"): !tT$}?Ano
PlayMp3(); D^Bd>Ey4
break; R)"Y40nW
case ("wav"): p-zWfXn!P
PlayWav(); RbJ,J)C>
break; A|V
|vT7cb
} hmOhXE[a&
} c ZN+D D
} P"%i 4-S
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。 "]ow1{
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。 -So&?3,\A@
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! '~ 3a(1@8
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。 :cmfy6h]
二、面向对象设计思想 8 Vj]whE
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! h*f=
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: x )wIGo
public class MP3 XX5 ):1
{ C
G~)`
public void Play() /I3#WUc;![
{ MC!K7ji
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 4Wq{ch
} iq
'3.-xYr
}
'._8
Yz0ruhEMk
public class WAV !Re/W
ykY
{ ,>n 4
`A
public void Play() z)'dDM D"
{ q#-szZQ
MessageBox.Show("Play the wav file."); \.A~>=:
} MEbx{XC
} W
xyQA:3s
ti)foam
Public class MediaPlayer <`sVu
{ ul+
+h4N
switch (audioType.ToLower()) `Y-uNJ'.N
{
/_?E0r
case ("mp3"): >A|6kzC
MP3 m = new MP3(); h3D8eR.
m.Play(); *Wv]DV=\
break; ,8g~,tMr+
case ("wav"): XB-pOtVm
WAV w = new WAV(); 4w^B&e%
w.Play(); e@s+]a8D-k
break; 6I(y`pJ
} Zr_{Z@IpU
} MI|DOp
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。 C_?L$3 U0
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) ]`&EB~K&NY
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 *A`hKx
public class AudioMedia |QJ!5nb
{ G8@({EY
public void Play() %O;"Z`I
{ 3=1aMQ
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); 6#On .Q
} LbtcZ)D!
} Dg/&m*Yl
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 L@w|2
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: AZxx%6
public abstract class AudioMedia A"k6n\!n;
{ _/ZIDIn
public abstract void Play(); nbMnqkNb
} VcT(n7
{j[[E/8N!y
public class MP3:AudioMedia g.X?wyg5
{ =Z iyT$p
public override void Play() ;g: TsYwM
{ &F[/@
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 3x9O<H}
} V<
0gD?Kx
} [a\:K2*'
@#1k+tSA,
public class WAV:AudioMedia )H#Hs<)Qy
{ ErJi
public override void Play() ' eO4h^
{ &}VGC=F;d
MessageBox.Show("Play the wav file."); r80w{[S$
} <O&L2E @~f
} 9]BpP0f\
^<$dTr'
public class MediaPlayer s2iR }<
{ RG[3LX/
//根据需要完成任务的单向分派 ~d ~$fR
public void Play(AudioMedia media) |&3m '"(
{ qih7
media.Play(); dl@
} ,2DKp hh
} oDTt+b
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)。 ?UoA'~=
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。 1?`,h6d*=
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: q*TH),)J
public abstract class VideoMedia "0+_P{w+
{ @P6K`'.0
public abstract void Play(); HQK%Y2S
} gAC}
!E,$@mvd
public class RM:VideoMedia B cd6~
{ g1JD8~a
public override void Play() NTuS(7m
{ bS<lB!
MessageBox.Show("Play the rm file."); \f1r/e(G|
} #tKc!]m
} 0K`3BuBs
|[}YM%e
public class MPEG:VideoMedia g}@_
@
{ "wmQ,=
public override void Play() g4&zBn
{ o8BbSZVu
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); "2)<'4q5)
} RtGETiA\b
} 'N)&;ADx-G
cfMj^*I
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 uI@:\Rss
不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: FEw51a+V
5Jd&3pO
public interface IMedia Ku*@4#<L6h
{ !]&a/$U
void Play(); aJ8 8U69
} muo(bR8
bdk"7N
public abstract class AudioMedia:IMedia m.EI("n"J
{ Gn#5zx#l
public abstract void Play(); 5Az=)q4Q
} <33[qt~
q-eC=!#}
public abstract class VideoMedia:IMedia k/=J<?h0
{ .%<oy"_
public abstract void Play(); X{P_HCd
} ez&v"J
Kjc"K36{L
这样再更改MediaPlayer类的代码: SfyZ,0
public class MediaPlayer )TFaG[tj
{ VZ'[\3J
public void Play(IMedia media) oh-Y
{ 8n?qm96
media.Play(); _-x|g~pV*
} }RYr)
} Zk"'x,]#
现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 dE^:-t
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。 {=PO`1H
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。 )&