面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) Y&O2;q/B
~r8<|$;
有了思想才能飞翔,缺乏灵活就象少了轮子的汽车,难以飞奔。为了更好的理解设计思想,结合一个尽可能简洁的实例来说明OOD、设计模式及重构。通过下面的代码,详细地阐述面向对象设计思想。 q q&U)-`
一、传统过程化设计思想 H@xS<=:lM
假定我们要设计一个媒体播放器(只从软件设计的角度,不涉及硬件)。该媒体播放器目前只支持音频文件mp3和wav。按照结构化设计思想,设计出来的播放器的代码如下: 4y7_P0}:B
public class MediaPlayer -]zb3P
{ "*t6KXVaM
private void PlayMp3() a,RCK~GR
{ A[;deHg=
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); MYy58N
} vQi=13Pw
N?vb^?
private void PlayWav() e
c]kt'
{ ;i6~iLY
MessageBox.Show("Play the wav file."); \M\7k5$
} [C6ba{9B
B1nm?E 0i
public void Play(string audioType) 0!dNW,NfJ
{ P1LOj
switch (audioType.ToLower()) -\?-
{ xWzybuLp
case ("mp3"): m-
<y|3
PlayMp3(); wX]$xZ!s
break; [d[w/@
case ("wav"): g-d{"ZXd J
PlayWav(); 96V8R<
break; aH_c84DS
} :\"0jQ.y|
} )f:i4.M
} 2\1+M)
从传统的过程化设计思想来看,这是一段既实用又简洁的代码。 /y-D_
如果,客户又提出新的要求:要播放器不仅仅播放mp3和wav文件,还要播放其他音频文件如wma、mp4等,为此我们要不断地增加相应地播放方法和修改条件语句,直止条件语句足够长。 @L!^2v
如果,客户感到这个媒体播放器功能太少了,只能闻其声,不能见其人,太单一。如果在听着优美音乐的同时又能看到歌唱者潇洒、英俊的舞姿那就更好了。从代码设计的角度看,他们希望媒体播放器支持视频文件了。也许你会想,不会再增加视频这方面的代码,可以,在增加视频媒体的播放方法,在修改条件判断语句,如果还有其他,还可以同样地增加、修改。到此你也许会提出,要是不修改或很少修改原来的代码就能增添其他功能该多好啊! `~u=[}w
这样看,原来的软件设计结构似乎有点问题。事实上,随着功能的不断增加,你越来越发现这个设计非常的糟糕,因为它根本没有为未来的需求变更提供最起码的扩展。为了应接不暇的变更需求,你不得不不厌其烦地修改原来的代码,使其适应需求变化,甚至在修改代码时,由于过多的代码依赖关系弄得人焦头烂额,直止一塌糊涂。 ;(`bP
二、面向对象设计思想 m1%rm-M
还是以设计一个媒体播放器为例,设计要求相同。不访我们换个设计思路利用面向对象设计思想(OOD)来做做看如何! Yt(FSb31H
根据OOD的思想,我们应该把mp3和wav分别看作是两个独立的对象。代码设计如下: K)LoZ^x0)
public class MP3 3i!a\N4 K
{ (cLK hn@
public void Play() &]n }fq
{ t(*n[7e
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); ch0^g8@Q[
} X#$ oV#
} %(eQ1ir +
"crR{OjE"
public class WAV ,#ZPg_x?1
{ 0@"'SKq
public void Play() 'xqyG XI
{ +S(# 7
MessageBox.Show("Play the wav file."); Zwc&4:5%
} `Uz.9_6
} wz:e\ !
d5gwc5X
Public class MediaPlayer o-RZwufZ`
{ "t4z)j;
switch (audioType.ToLower()) La1:WYt
{ qK%N{ro[{?
case ("mp3"): xQvI$vP
MP3 m = new MP3(); G=17]>U
m.Play(); [l5jPL}6
break; >]~581fYf
case ("wav"): :
Z<\R0
WAV w = new WAV(); 1sj7]G]`k
w.Play(); x&;AY
break; $mGzJ4&
} VX.LL
5
} j
"<?9/r
现在我们重构代码,建立统一的Play()方法,(在后面的设计中,你会发现这样改名是多么的重要!)更改媒体播放类MediaPlayer的代码。如果这样的设计代码,实质上没有多大的变化,只是对原来过程化设计思想的一种替代,并没有击中要害,亦然没有灵活性、可扩展性。 &EV%g6
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) WS n>P7sY
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 1iz =i^}
public class AudioMedia ^aAs=KditO
{ fW2NYQP$:
public void Play() > "F-1{
{ g3kbsi7_:
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); /(s |'"6
} Q"FN"uQ}x
} -"nkC
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)。 mU4(MjP?
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: c.]QIIdK
public abstract class AudioMedia A2ye
^<-C.
{ BGibBF^
public abstract void Play(); ck]I?
} C%yH}T\s
As)?~dV
public class MP3:AudioMedia ,byc!P
{ 75Z|meG~
public override void Play() F(`|-E"E;
{ np^&cY]
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); +&G(AW
} ENhLonMeV
} *$0*5d7
n}Z%D-b$
public class WAV:AudioMedia Lf%3-P
{ n^[a}DX0
public override void Play() a%`Yz"<lQ
{ $jh$nMx)!
MessageBox.Show("Play the wav file."); ^ou)c/68aQ
} 9)tb=
} ?+hEs =Xs
|k6+-
1~_
public class MediaPlayer g$GGo[_0
{ Iz+%wAZ|B6
//根据需要完成任务的单向分派 ^oPFLez56
public void Play(AudioMedia media) _=I1
{ O"~[njwkE
media.Play(); MS""-zn<
} %^lD
} tdRvg7v,N%
到此,我们通过单向分派技术使OOD思想得到进一步的体现。现在的设计,即满足了类之间的层次关系,又保证了类的最小化原则,同时又体现了面向对象设计原则(开—闭原则、里氏代换原则)更利于扩展。(止此,你会发现play方法名的更改是多么必要)。 L3I$ K+c
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。 %l&oRBC
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: k5-4^
public abstract class VideoMedia JR`$t~0t
{ dnD@BQ
public abstract void Play(); >A{Dpsi\
} Q(w;
QTa\&v[f
public class RM:VideoMedia B;[ .u>f
{ [G8EX3
public override void Play() }F{s\qUt
{ Ox J0."
MessageBox.Show("Play the rm file."); m@kLZimD
} 6inAnC@I
} >C_G~R
.\$A7DD+A
public class MPEG:VideoMedia b(N\R_IQ~
{ E}9wzPs
public override void Play() CJN~p]\
{ _(J#RH
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); Y({
R\W|
} %(
7##f_
} )I*(yUj
Ld.9.d]
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。 nQV0I"f]?]
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: $>#0RzU
xRc+3Z= N
public interface IMedia !o`7$`%Wz\
{ /Yi4j,8!|
void Play(); |1CX?8)b=
} tm5{h{AM
rVP\F{Q4Tr
public abstract class AudioMedia:IMedia '9u?lA^9$
{ _(g0$vRP~
public abstract void Play(); \}h
} }h Wv
p
&