面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) 1BTgGF
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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。 nwhm[AaNs
一、传统过程化设计思想 FRc |D
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: y.
Tct.
public class MediaPlayer > e;]mU`,
{ +B](5 z4
private void PlayMp3() "\}21B~{7'
{ jzQ9zy_
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); ^971<B(v
}
KzIt
G;Us-IRZ
private void PlayWav() 1O|RIv7F[/
{ O.dux5lfBd
MessageBox.Show("Play the wav file."); |b,zw^!e['
} L,GShl 0S
C CLfvex
public void Play(string audioType) jt/l,=9YK
{ #DrZ`Aq
switch (audioType.ToLower()) Pb*q;9
{ s8{-c^G:R
case ("mp3"): UP5%C;
PlayMp3(); ^GrNfB[Qu
break; m)(SG
case ("wav"): LciL/?
PlayWav(); C5BzWgK
break; G#^m<G^M
} anpJAB:1
} _T_PX$B
} )H.ubM1
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 [f/vLLK
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 6vMDm0sv
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! Z3Bo@`&?
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 (/To?`
二、面向对象设计思想 wVlSjk
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! fMgcK$
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: =%:JjgKc*t
public class MP3 t%0r"bTi
{ k\Yu5)
public void Play() Qfwwh`;
{ yLV2>kq
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); zojuH8
} |2WxcW]U.%
} Q9Q!9B@
Z3LQl(
public class WAV pg5@lC]J
{ bCH*8,Bmh
public void Play() F+lm [4n
{ Vi Cg|1c
MessageBox.Show("Play the wav file."); {yGZc3e1j
} Kc%tnVyGh:
} {vf+sf^^q
G~Sy&XJuq
Public class MediaPlayer aOaF&6'j
{ N02zPC
8
switch (audioType.ToLower()) K<Yn_G
{ mrhsKmH
case ("mp3"): 2<p5_4"-U*
MP3 m = new MP3(); FSI]k:
m.Play(); ^yzo!`)fso
break; a*pXrp@
case ("wav"): 0+$hkd n
WAV w = new WAV(); 2&zn^\%"
w.Play(); xc:`}4
break; =1V>Vd?8.
} -wPuml!hZ|
} S7@ZtFf
现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 GGFar\
EzW
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) j+z'
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 :Vu7,o
public class AudioMedia R^mu%dw)(%
{ p~v2XdR
public void Play()
w0q?\qEX
{ 2@"0}po#
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); ux"D
]P
} P_:?}h\
} zsR wF
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 ==PQ-Ia
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: V{ 4i$'
public abstract class AudioMedia B}l}Aq8
{ S,d ngb{
public abstract void Play(); E.5*Jr=J
} =B3!jir
FFD*e-i
public class MP3:AudioMedia eG[umv.9b
{ /j=DC9_
public override void Play() ,}xpYq_/
{ Vq)|gF[6i
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); #`YxoY `
} z=- 8iks|
} 0+VncL)u
1@1+4P0NF[
public class WAV:AudioMedia %^Q@*+{:f
{ Zu [?'
public override void Play() pqGf@24c<
{ c_D,MW\IC
MessageBox.Show("Play the wav file."); oHc-0$eMKY
} 3 cV+A]i
} #XYLVee,
gMoyy
public class MediaPlayer 'Wx\"]:
{ j?Jd@(*y$
//根据需要完成任务的单向分派 (e bBH
public void Play(AudioMedia media) Os]!B2j14
{ 9;xL!cy
media.Play(); .:|#9%5
} *`QdkVER
} ~L4*b*W
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)。 Qw{\sCH>
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。 zBrWm_R5T
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: %~8](]p
public abstract class VideoMedia 3;-@<9
{ Jnu}{^~
public abstract void Play(); TQbFI;\
} `o^;fcnG
2yCd:wg
public class RM:VideoMedia 5Xy^I^J
{ #1,>Qnl
public override void Play() dwf #~7h_
{ l9ch
MessageBox.Show("Play the rm file."); MK!]y8+Z
} Ztpm_P6
} J?qcRg`1E
5@r_<J<>
public class MPEG:VideoMedia ]C!Y~
{ !Xv2PdP
public override void Play() 99+/W*C
{ R;Gl{
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); kp<}
} oE|u;o
} X'3`Q S:!
J*6n6
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。 V.P5v{
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: R>YMGUH~w
f@xfb
ie!
public interface IMedia JK^B +.
{ Y/eN)
void Play(); )2<B$p
} ]%Q]C
8[C
>w]k3MC
public abstract class AudioMedia:IMedia w7*b}D@65\
{ IW] 841
public abstract void Play(); ~gLEh tW
} }TAGr 0
)2^/?jK
public abstract class VideoMedia:IMedia 0z'={6,
{ wEHrer
public abstract void Play(); 9'/ |?I
} #QyK?i*
l]58P
这样再更改MediaPlayer类的代码: J9$]]\52s.
public class MediaPlayer ~jRk10T(B
{ UV
*tO15i
public void Play(IMedia media) uX5--o=C
{ PE6u8ZAb"
media.Play(); b1['uJF
} Ow .)h(y/
} r#6l?+W ;
现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 ,ovv
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。 (J;zk b
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。 E 4$h%5
Public void BtnPlay_Click(object sender,EventArgs e) 5 1CU@1Ie
{ Rcx'a:k
IMedia media = null; (=3&