面向对象设计(OOD)思想——还是以播放器为例(ZT) (g6e5Sgi>
>Eh U{@Y
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。 ?XKX&ws
一、传统过程化设计思想 O:BdZ5
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: qI'pjTMDY
public class MediaPlayer (Jp~=6&lKf
{ @ZEBtM%.O
private void PlayMp3() =DwLNyjU4
{ YNr5*P1
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); gUiO66#x
} 082}=Tsx
t{;2$z 0
private void PlayWav() nDi^s{
{ 7i5B=y7b
MessageBox.Show("Play the wav file."); P"c@V,.
} w4L()eP#?=
(bm^R-SbB
public void Play(string audioType) MqJTRBs%
{ EBh dP
switch (audioType.ToLower()) # epP~J_f
{ :N8n6)#1=
case ("mp3"): d` GN!^
PlayMp3(); AA\)BNM
break; <B@NSj
case ("wav"): F .S^KK
PlayWav(); F:/x7]7??Z
break; iEn:Hh)
} ]m_x;5s $
} `wa;@p+j8
} MlTC?Rp#
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。 NuOA'e+i
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。 3a:Hx|
Yg
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! 8Z!%rS
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。 ,ye}p1M
二、面向对象设计思想 %g:Q?
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! c5p,~z_Dtu
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: (]w6q&,
public class MP3 tE%g)hL-
{ <F^9ML+'
public void Play() \Zf=A[
{ $yU
5WEX
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); Zk`y"[ J
} =A!oLe$%
} lIyMNw
zk<V0NJIL*
public class WAV -!!]1\S*Y
{ Cm;cmPPl
public void Play() y)zZ:lyIq
{ G=y~)B}
MessageBox.Show("Play the wav file."); }NDl~5
} GVhqNy
} KHx2$*E_
AL":j6!OQ
Public class MediaPlayer 20I`F>-*
{ 2]kGDeSr
switch (audioType.ToLower()) k"#gSCW$
{ 4?Y7.:x
case ("mp3"): b |:Y3_>
MP3 m = new MP3(); rC@VMe|0
m.Play(); Mbc&))A
break; qu^g~"s
case ("wav"): =]%,&Se
WAV w = new WAV(); 0n:cmML)D
w.Play(); `M~R4lr
break; :G>w MMv&z
} I^EZ s6~
} =r+K2]z,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。 x8aOXN#w}
2.1单向分派技术的应用(在这里用类的多态来实现的) LZ wCe$1
我们不访这样设想:既然mp3和wav都属于音频文件,都具有音频文件的共性,应该建立一个共同的AudioMedia父类。 yF\yxdUX#
public class AudioMedia
Gd A!8
{ WVD48}HF-
public void Play() yKhI&
{ 4Q !A w
MessageBox.Show("Play the AudioMedia file."); {m!5IR
} e^lX|L>o
} 'v^Vg
现在引入继承思想,OOD就有点雏形了(不是说有了继承就有了OOD思想,这里只是从继承的角度谈一谈OOD思想,当然从其他角度如合成、聚合等角度也能很好地体现OOD思想)。 Xz @#,F:@
其实在现实生活中,我们的播放器播放的只能是某种具体类型的音频文件如mp3,因此这个AudioMedia类只能是音频媒体的一个抽象化概念,并没有实际的使用情况。对应在OOD设计中,既这个类永远不会被实例化。为此我们应将其改为抽象类,如下: u7mPp3ZYK
public abstract class AudioMedia /"J 6``MV
{ NCh-BinK@
public abstract void Play(); ;8oe-xS\+
} ' pgPQM<
ZBDF>u@
public class MP3:AudioMedia JPF6zzl)
{ e1g3a1tnWl
public override void Play() /4O))}TX
{ WowT!0$
MessageBox.Show("Play the mp3 file."); $y6 <2w%b
} U;/2\Ii
} QM8Ic,QFvo
R*vQvO%)h
public class WAV:AudioMedia ,c"J[$i$
{ | Uics:cQC
public override void Play() {C&Uq#V
{ 1UK= t
MessageBox.Show("Play the wav file."); "dP-e
} ,c:NdY(,)
} I;Mm +5A
3!8(A/YP;
public class MediaPlayer 4Q0ZY(2 EO
{ `(HvD] l
//根据需要完成任务的单向分派 `Pc6
G*p
public void Play(AudioMedia media) :pM8Q1:B
{ JXL?.{'A
media.Play(); E"9(CjbQ[
} \(Oc3+n6
} 7f+@6jqD\)
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)。 tTBDb
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。 I#xdksY
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: y?a71b8m
public abstract class VideoMedia yZ{yzv'D&
{ s.p>
?U
public abstract void Play(); $ (;:4
} |'-aR@xJ
!#pc@(rE
public class RM:VideoMedia ;@=3
@v
{ ]7}!3 m
public override void Play() ~-Kx^3(#
{ 2b7-=/[6
MessageBox.Show("Play the rm file.");
<=p>0L
} 0 aH&M4
} .^*;hZ~4%
B!pz0K*uG
public class MPEG:VideoMedia C W#:'
{ Hy4;i^Ik <
public override void Play() +z nlf-
{ F oC
$X
MessageBox.Show("Play the mpeg file."); |;NfH|43;
} *-PjcF}Y
}
e4N d
?|kbIZP(
这样设计还是有点糟糕,这样就无法实用原有的MediaPlayer类了。因为你要播放的视频RM文件并不是音频媒体AudioMedia的子类。 @*|VWHR
不过,我们可以这样想,无论音频媒体还是视频媒体都是媒体,有很多相似的功能,如播放、暂停、停止等,为此我们把“媒体”这个概念抽象出来做为一个接口。(虽然也可以用抽象类,但在C#里只支持类的单继承,不过c#支持接口的多继承)。根据接口的定义,你完全可以将相同功能的一系列对象实现同一个接口。让音频媒体类及视频媒体类都继承媒体这个接口。代码如下: g;=VuQuP|
xI{fd1
public interface IMedia R_B0CM<!
{ o)XrC
void Play(); )qb'tZz/g_
} OW#0$%f
6&0@k^7~
public abstract class AudioMedia:IMedia 5@+?{Cl
{ [hSJ)IZh
public abstract void Play(); keLeD1
} 1SztN3'q
;*Vnwt A
public abstract class VideoMedia:IMedia _!1LV[x!s
{ 0F-{YQr>
public abstract void Play(); ]}lt^7\=
} Y >w7%N
dJ
I }uQ
这样再更改MediaPlayer类的代码: OY}FtGy
public class MediaPlayer C0[U}Y/r2
{ s1Acl\l-uF
public void Play(IMedia media) !DOyOTR&3
{ by'KJxl[
media.Play(); beo(7,=&
} :=y5713
} zEU[u7%
现在看来,程序是不是有很大的灵活性和可扩展性了。 wp&G