面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) 4wkmgS
,/YTW@N
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。 s$JO3-)
一、传统过程化设计思想 `Hx JE"/
假定我们要设计一个媒体播放器(只从软件设计的角度,不涉及硬件)。该媒体播放器目前只支持音频文件mp3和wav。按照结构化设计思想,设计出来的播放器的代码如下: #AR$'TE#
public class MediaPlayer dHkI9;
{ 0;L.h|R T(
private void PlayMp3() vn+~P9SHQ
{ jK]An;l{Z
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); 7Y%Si5
} h+!@`c>)Y
~c=F$M^"c
private void PlayWav() nK)hv95i_
{ OJ1MV 7&
MessageBox.Show("Play the wav file."); ;0 4< 9i
} kxLWk%V
;lQ>>[*
public void Play(string audioType) cX#U_U~d
{ 6u9?
switch (audioType.ToLower()) $!vK#8-&{
{ {pXqw'"1.
case ("mp3"): U;=1v:~d
PlayMp3(); rh DiIO_
break; 3>6rO4,
case ("wav"): goOw.~dZ'
PlayWav(); Yy{(XBJ~%t
break; eGLB,29g
} [NK&s:wMk
} `n"PHur
} HF<h-gX
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。 &a+=@Z)kf
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。 G+t=+T2m
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! P
@~) 9W
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。 LMNmG]#!
二、面向对象设计思想 KJv[z
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! T930tX6"h
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: */OKg;IMi
public class MP3 i}O.,iH
{ D?G'1+RIT~
public void Play() NpxgF<G
{ zJ_y"bt
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); :_h#A}8Xd
} VV/aec8
} MvTp%d.
m86ztP)
public class WAV ]QQeUxi
{ 30O7u3Zrb
public void Play() "|BSGV!8
{ ~sdM~9@
'
MessageBox.Show("Play the wav file."); Cg8
} TUARYJ6=
} @p@b6iLpO
MS]Q\g}U
Public class MediaPlayer pwRCfR)" X
{ <`u_O!h
switch (audioType.ToLower()) y[zjs^-vCv
{ k\r^GB
case ("mp3"): F##xVmR~
MP3 m = new MP3(); 03.\!rZZ
m.Play(); e@1A_q@.
break; MpTOC&NG%s
case ("wav"): h@TP=
WAV w = new WAV(); !="8ok+
w.Play(); 0lOR.}]q
break; p(fMM :
} 4(,M&NC
} =mSu^q(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。 _T_} k:&X
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) /t*Q"0X5
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。 @1 i<=r
public class AudioMedia ^9><qKbO
{ +|TXKhm{
public void Play() cI&XsnY
{ Xc4zUEO9
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); [NV/*>"j&
} 4K 8 (H9(
} y.-Kqa~
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)。 C;%dZ
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: Xkk 8#Y":
public abstract class AudioMedia Zy.3yQM9i
{ $R+rB;=a!
public abstract void Play(); BO8?{~i
} 5tk7H2K^<
y(#6nG@S
public class MP3:AudioMedia LB[?kpy
{ Ktu~%)k%
public override void Play() Q3Y(K\
{ VGc.yM)&
j
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); dn:\V?9
} -wf>N:
} qz.l
JcMl*k
public class WAV:AudioMedia Z>l<.T"t'
{ 3sW!ya-VZ
public override void Play() 4TYtgP1
{ gdg``U;)p
MessageBox.Show("Play the wav file."); nyxoa/
} 3_.%NgES|
} kB%.i%9\\
m&z(2yb1
public class MediaPlayer M?o_J4
{ <@lj\,
//根据需要完成任务的单向分派 f0R+Mz8{
public void Play(AudioMedia media) 7#Uzz"^
{ [_}8Vv&6
media.Play(); g++-v HD
} Pjxj$>&;*j
} j(}pUV 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)。 ==oJhB
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。 vp9wRGd
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: 7\ZSXQy1W
public abstract class VideoMedia Do5.
{ TP~1-(M)}
public abstract void Play(); x34GRe!!
} t;-F]
G
\Nnw==v
public class RM:VideoMedia MmePhHf
{ wp5H|ctl
public override void Play() q*C-DiV
{ cSNeWJKA6
MessageBox.Show("Play the rm file."); @1<VvW=
} |[>yJXxEL@
} F2ISg'
#0\* 86
public class MPEG:VideoMedia 6V}xgfB
{ 6j+X@|2^
public override void Play() LGVy4D
{ MZB}O"
r
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); DsD? &:
} ,A)Z.OWOq
} OdNcuiLa
<"xqt7f
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。 !IB}&m
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: b`,Sd.2=('
VZ y$0*
public interface IMedia yy&L&