面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) <}3c%Q1
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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。 _G!lQ)1
一、传统过程化设计思想 s9<fPv0w
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: -BNlZgk-^
public class MediaPlayer QJ`#&QRp
{ y#AwuC K
private void PlayMp3() o?f7_8fG
{ aPq9^S*
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); ,R1`/aRy
} D@yg)$;z
VJX{2$L
private void PlayWav() XB)e;R
{ 7 N?x29
MessageBox.Show("Play the wav file."); 5O
Ob(
} s7CoUd2
Hut
au^l
public void Play(string audioType) zn T85#]\@
{ " -4V48ci
switch (audioType.ToLower()) P nsQ[}.
{ E/<[G?
case ("mp3"): 8=!M0i
PlayMp3(); "msCiqF{z
break; x=yU
}lsV
case ("wav"): x-0IxWD%
PlayWav(); xQ62V11R6
break; 8{HeHU
} /LM*nN$%
} W>Y8 u8
} .$DB\jJXjV
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。 <R7*00
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。 `)F lb|da
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! eB78z@
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。 UAT46
二、面向对象设计思想 _7YAF,@vT
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! p;:tzH\l
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: aW7{T6.,
public class MP3 (}fbs/8\p
{ )p"37Ct?
public void Play() #D3e\(
{ Hw5\~!FX
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 0}q ij
} />XfK,c-
} "_ b
Sy
PNXZ 3:W
public class WAV J.:"yK""
{ e|
(jv<~r
public void Play() yUQ;tTI
{ GBvB0kC) c
MessageBox.Show("Play the wav file."); VuwBnQ.2k
} j?1\E9&4-Q
} lph3"a^
%5*gsgeI
Public class MediaPlayer ](NSpU|*
{ :tM|$TZ
switch (audioType.ToLower()) Z!C\n[R/
{ -Q;5A;sr2
case ("mp3"): 6rL'hB!!]*
MP3 m = new MP3(); j4le../N
m.Play(); GEwgwenv
break; M}}9
case ("wav"): )$yqJ6y5
WAV w = new WAV(); {o7ibw=E)
w.Play(); h[3N/yP
break; c6s*u%+},
} "uCx.Q9ef
} T1;yw1/m5\
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。 ]y$D@/L@
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) r!yrPwKL
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 71cc6T
public class AudioMedia mwCNfwb:
{ -B$oq8)n*
public void Play() US'X9=b_
{ kR6rf_-[
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); 88h-.\%Z
} +Bv{A3E9
} whoz^n3N E
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)。 X#5dd.RR
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: skdSK7 n
public abstract class AudioMedia pq*b"Jku1
{ ppVjFCv0<
public abstract void Play(); BgD;"GD*W
} h|dVVCsN
jgYUS@}
public class MP3:AudioMedia p*W4^2(d
{ 5JDqSz{
public override void Play() {g l-tRC3
{ ][ :6En}
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); _x z_D12
} E3.=|]W'
} }f^r@3Cb3
eGvHU ;@
public class WAV:AudioMedia jfl7L"2
{ b^ly
public override void Play() ?AyG!F
{ R+gh 2
6e
MessageBox.Show("Play the wav file."); zUXqTcj
} P$.Azrl
} $2Ox;+
s>~!r.GC
public class MediaPlayer (G}*ho
{ ag14omM-
//根据需要完成任务的单向分派 >
zh%CF$
public void Play(AudioMedia media) v@`#!iu
{ 6,uW{l8L
media.Play(); s[h'W~
} -n!.PsGO>
} I
o7pp(
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)。 9fvy)kX;s
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。 ;38DB o
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: sqei(OXy
public abstract class VideoMedia i5|A\Wv"
{ J^pL_
public abstract void Play(); >AV-i$4eQ@
} xv 's52x
s}`ydwSg8
public class RM:VideoMedia w@nN3U+
{ ;_of'
public override void Play() waQNX7Xdn
{ }Nl-3I.S^
MessageBox.Show("Play the rm file."); QgEG%YqB
} g$?B!!qT
} f'aUo|^?
"2
ma]Ps
public class MPEG:VideoMedia R"!.|fH6
{ +=|Q'V
public override void Play() nO$(\
z)
{ {08UBnR
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); iF{eGi
} )1lR;fD
} c 3 P
"Hg.pDNZ
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。 :bW}*0b-
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: ]Tf.KUm
mDvZ1aj
public interface IMedia KZ`d3ad
{ :"3WCB
void Play(); Bg"b,&/^u
} @YU}0&