面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) hPFIf>%}
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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。 o?{VGJH<v
一、传统过程化设计思想 >&?wo{b
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: [4xN:i
public class MediaPlayer WKxJ`r\
{ QS=n
50T,
private void PlayMp3() s3kh (N
{ 0?,EteR
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); C<w9f
} +$},Hu69j
"
I`YJEv
private void PlayWav() _Zf1=&U#/
{ 8Yq6I>@!
MessageBox.Show("Play the wav file."); 1ygu>sKS&A
} !c1
E
S2jo@bp!
public void Play(string audioType) {!oO>t
{ Y]8l]l 1
switch (audioType.ToLower()) {2Gp+&
{ +~FH'DsT
case ("mp3"): _,Fwt
PlayMp3(); F>*w)6 4~
break; <\zb*e&vr
case ("wav"): , is
.{y
PlayWav(); VdK-2O(.-
break; o'Tqqrr
} >y]YF3?
} :X`J1E]Rjd
} &2?kD{
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 zP=J5qOZ8
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 bk4%lYJ"
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! \UB<'~z6!
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 XyhOd$)
二、面向对象设计思想 B)^]V<l(w
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! $ a5K
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: U7x}p^B9\N
public class MP3 G2L7_?/m
{ a.8 nWs^
public void Play() cW&OVNj
{ a+]=3o
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); ITbl%q
} k,v.U8
} l^0
<a<P
:syR4A WM
public class WAV >{GC@Cw
{ de ](l687I
public void Play() pd X9G
{ dwx1EdJ{
MessageBox.Show("Play the wav file."); 9,,v0tE
} ;#xhlR* ~
} $ h_ @`j
n }MG
Public class MediaPlayer ,9+@\
{ 'w9tZO\2
switch (audioType.ToLower()) ',1rW
{ &x=<>~Ag3
case ("mp3"): 89 (k<m
MP3 m = new MP3(); 5gJQr%pS
m.Play(); SH}O?d\Q:
break; b$gDFNa
case ("wav"): S%%>&^5
WAV w = new WAV(); CB|z{(&N
w.Play(); FP9ZOo og
break; ]i$CE|~
} J::SFu=
} q(uu;l[
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。 QT-rb~
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) N+}yw4lb
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。 iSFgFJG^
public class AudioMedia r2&{R!Fj`
{ 3{$cb"5
public void Play() `pcjOM8u
{ 6(ja5)sn*
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); .)W8
U [
} }:hdAZ+z
} u-k*[!JU
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 l_}c[bAUu
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: +qS$t
public abstract class AudioMedia $W0lz#s:
{ Jn:GqO
public abstract void Play(); 7CQ48LH]
} jliKMd<?
Tp0Tce/
public class MP3:AudioMedia 92} ,A`=
{ ZGp8$Y>r
public override void Play() &'|bZms g
{ Bq$bxuhV
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); cc^V~-ph
} OK2wxf
} \{~x<<qFd
m*I5 \
public class WAV:AudioMedia a{u)~:/G
{ w93yhV?
public override void Play() DsFrA]
{ cxmr|-^
MessageBox.Show("Play the wav file."); 4`*jF'N[
} bTn-Pg){
} K, 35*
EI f~>AI
public class MediaPlayer '{Ywb@Bc
{ ex29rL3
//根据需要完成任务的单向分派 0Z@u6{Z9R
public void Play(AudioMedia media) b1s1;8 Q
{ 6w@l#p
media.Play(); n$~RgCf
} E7jv
} i-/'F
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)。 (sPZ1Fr\o
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。 0,VbB7 z
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: thq(tK7
public abstract class VideoMedia %_/_klxnO
{ ?EtK/6dJZt
public abstract void Play(); 4lz9z>J.V
} 2 K`
hH
g4~{#P^i
public class RM:VideoMedia :/1WJG:!
{ IXC: Q
public override void Play() g/T`4"p[H
{ +i
K.+B
MessageBox.Show("Play the rm file."); Z?^AX&F
} b2:CFtH5
} 7,
O_'T &
]C'r4Ch^
public class MPEG:VideoMedia .-<o[(s
{ ,NVQ C=
public override void Play() ~>qcV=F^d,
{ =MoPOib\n
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); 8# 9.a]AX
} t4 aa5@r
} L%=u&9DmU
;H}?8L
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。 _\u'~wWl
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: :@n e29,}
/)v X|qtIY
public interface IMedia -1U]@s
{ okfhd{9
void Play(); gIT"nG=a4
} 7@06x+!
Aw >DZ2
public abstract class AudioMedia:IMedia 'Z;R!@Dm
{ @mw1(J
public abstract void Play(); 38JvJR yK}
} FVHEb\Z
HPu nNsA
public abstract class VideoMedia:IMedia i\N,4Fdor
{ sdrE4-zd
public abstract void Play(); QhN5t/Hr
} Knn$<!>
M<